题目内容

4.2013年有一档叫明星跳水电视节目非常火爆.如图所示是某次录制节目中两位明星双人跳的精彩一幕.明星运动员从离水面10m的跳台向上跃起,举双臂直体离开台面,重心(此时其重心位于从手到脚全长的中点)升高0.45m达到最高点.落水时身体竖直,手先入水(全过程只考虑竖直方向的运动),从离开跳台到手触水面,他们可用于完成空中动作的时间是多长?(不计重力,g取10m/s2)

分析 运动将整个过程分为上升过程和下降过程进行求解,上升做匀减速直线运动,求出上升的时间,下落做自由落体运动,求出自由落体的时间,两个时间之和为运动员在空中完成动作的时间

解答 解:向上跃起运动员作竖直上抛运动,达最高点的时间,由位移公式,有:$h=\frac{1}{2}{gt}_{1}^{2}$
代入数据解得:t1=0.3s
从最高点开始做自由落体运动,有:$H+h=\frac{1}{2}{gt}_{2}^{2}$
代入数据解得:${t}_{2}=\sqrt{2}s=1.4s$
因此,运动员从向上跃起开始算起可用于完成空中动作的时间为:t=t1+t2≈1.7s
故运动员从向上跃起开始算起可用于完成空中动作的时间为1.7s
答:他们可用于完成空中动作的时间是1.7s

点评 本题将竖直上抛运动分解为上升过程和下降过程进行求解.因为在整个过程中加速度保持不变,整个过程做匀变速直线运动,本题也可以采取运动学公式对整个过程求解,注意矢量的方向

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