Question

跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度，跃过横杆后落下，为了避免对运动员的伤害，在运动员落下的地方设置一片沙坑。某运动员质量为60.0kg，身高为1.84m。运动员从距地高度为1.90m的横杆上落下，设运动员开始下落的初速度为零。他的身体直立落地，双脚在沙坑里陷下去的深度为10cm，落地过程重心下落 的高度为1.25m。忽略他下落过程受到的空气阻力。求
（1）运动员在接触沙坑表面时的速度大小；
（2）沙坑对运动员平均阻力的大小。（重力加速度g取10m/s²）

Answer 1

解：（1）运动员从高处落下到接触沙坑表面的过程中，运动员重心下落的高度h=1.25 m，下落过程中机械能守恒，即， 解得运动员落到地面的速度为（2）运动员从下落到沙坑中停下，这个过程中初末动能都为零，重力做功等于运动员克服沙坑阻力f做功.即 ，得解得： f=8.1×10³N.