题目内容

11.蹦极是一项非常刺激的户外活动,跳跃者站在约40米以上高度的位置,用长度为10米的橡皮绳固定往后跳下,落地前弹起,反复弹起落下,重复多次直到静止.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示,重力加速度为g.据图可知,(  )
A.此人在蹦极过程中最小加速度为0
B.此人在蹦极过程中最大加速度约为2g
C.此人在蹦极过程中橡皮绳达到原长时速度最大
D.此人在蹦极过程中最大速度一定超过14m/s

分析 橡皮绳伸直之前人做自由落体运动,橡皮绳拉直后人受到重力与橡皮绳拉力作用,分析图示图象、根据人的运动过程应由牛顿第二定律分析答题.

解答 解:最终人要静止,此时橡皮绳的拉力与重力相等,由图示图象可知,重力:G=mg=0.6F0;
A、当橡皮绳的拉力与重力相等时人所受合力为零,加速度为零,最小加速度为0,故A正确;
B、由图示可知,橡皮绳的最大拉力为1.8F0=3mg,最大加速度:a最大=$\frac{3mg-mg}{m}$=2g,故B正确;
C、橡皮绳伸直之前人做自由落体运动,橡皮绳伸直后重力大于橡皮绳的拉力,人向下做加速运动,当橡皮绳拉力等于重力时加速度为零,然后橡皮绳拉力大于重力,人向下做减速运动,由此可知,橡皮绳拉力等于重力时人的速度最大,此时橡皮绳被拉长,故C错误;
D、橡皮绳长度为10m,橡皮绳伸直时人的速度为v,则:v=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×10}$≈14m/s,橡皮绳拉直后继续向下加速运动,因此人的速度一定大于14m/s,故D正确;
故选:ABD.

点评 本题用图象描述了生活中一项体育运动的情景.解答本题,必须从图象中提取两个重要信息:一是此人的重力,二是蹦极过程中处于最大加速度位置时人所受弹性绳的拉力.要获得这两个信息,需要在图象形状与蹦极情境之间进行转化:能从图象振幅越来越小的趋势中读出绳的拉力从而判断人的重力;能从图象第一个“波峰”纵坐标的最大值想象这就是人体位于最低点时弹性绳的最大拉力.要完成这两个转化,前提之一,是对F-t图象有正确的理解;前提之二,是应具有把图象转化为情景的意识.

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