Question

11．双人高台跳水比赛中的两位运动员，身高相等，但一胖一瘦．若他们从跳台上同时自由下落，以水面为零势能参考面，则起跳前胖运动员的势能大于瘦运动员的势能；到达水面时，胖运动员的入水速度等于瘦运动员的入水速度，胖运动员的动能大于瘦运动员的动能．（以上各空格均选填“大小”、“等于”或“小于”）

Answer 1

分析 合外力所做的功转化为运动员的动能，由动能定理可以求出合外力所做的功，以跳台为零势能参考面，则起跳瞬间，重力势能为零，运动员所具有的机械能即为其动能．

解答 解：以水面为零势能参考面，则起跳前，动能为0，重力势能为mgh，运动员所具有的机械能为mgh；所以开始时胖运动员的势能 大于瘦运动员的势能；
到达水面的过程中，只有重力做功，则：$\frac{1}{2}m{v}^{2}=mgh$，$v=\sqrt{2gh}$，与质量无关，所以胖运动员的入水速度 等于瘦运动员的入水速度；
运动员的机械能不变，在水面附近二者的重力势能都转化为动能，所以开始时重力势能大的胖运动员的动能 大于瘦运动员的动能．
故答案为：大于，等于，大于

点评 本题主要考查了机械能守恒定律的直接应用，注意零势能面对机械能及重力势能的影响，基础题目．