题目内容

17.蹦床比赛分成预备运动和比赛动作,最初,运动员静止站在蹦床上;在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段.把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小f=kx(x为床面下沉的距离).且k=5.0×103N/m.运动员的质量m=50kg,在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的最大高度为5m,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1.取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响.求x1

分析 人向下运动压缩弹簧,弹簧的弹性势能为:$\frac{1}{2}$kx2,人克服弹簧的弹性势能做的功等于弹簧的弹性势能,应用动能定理可以求出弹簧的最大压缩量.

解答 解:人从最高处5m下落到最低处过程中,
由动能定理得:mg(h+x1)-$\frac{1}{2}$kx12=0-0,
解得:x1≈1.1m.
答:运动员每次落下使床面压缩的最大深度x1为1.1m.

点评 本题考查了求弹簧的压缩量,分析清楚运动员的运动过程是解题的关键,知道弹簧弹性势能的计算公式,应用动能定理可以解题.

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