【题目】弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动某种弹跳杆的结构如图甲所示,一根弹簧套在T型跳杆上,弹簧的下端固定在跳杆的底部,上端固定在一个套在跳杆上的脚踏板底部。一质量为M的小孩站在该种弹跳杆的脚踏板上,当他和跳杆处于竖直静止状态时,弹簧的压缩量为x0从此刻起小孩做了一系列预备动作,使弹簧达到最大压缩量3x0如图乙(a)所示;此后他开始进入正式的运动阶段。在正式运动阶段,小孩先保持稳定姿态竖直上升,在弹簧恢复原长时,小孩抓住跳杆,使得他和弹跳杆瞬间达到共同速度,如图乙(b)所示;紧接着他保持稳定姿态竖直上升到最大高度如图乙(c)所示;然后自由下落。跳杆下端触地(不反弹)的同时小孩采取动作,使弹簧最大压缩量再次达到3x0;此后又保持稳定姿态竖直上升,……,重复上述过程。小孩运动的全过程中弹簧始终处于弹性限度内已知跳杆的质量为m重力加速度为g。空气阻力弹簧和脚踏板的质量、以及弹簧和脚踏板与跳杆间的摩擦均可忽略不计

(1)求弹跳杆中弹簧的劲度系数k,并在图丙中画出该弹簧弹力F的大小随弹簧压缩量x变化的示意图;

(2)借助弹簧弹力的大小F随弹簧压缩量x变化的F-x图像可以确定弹力做功的规律,在此基础上,求在图乙所示的过程中,小孩上升到弹簧原长时的速率;

(3)求在图乙所示的过程中,弹跳杆下端离地的最大高度。

 0  165115  165123  165129  165133  165139  165141  165145  165151  165153  165159  165165  165169  165171  165175  165181  165183  165189  165193  165195  165199  165201  165205  165207  165209  165210  165211  165213  165214  165215  165217  165219  165223  165225  165229  165231  165235  165241  165243  165249  165253  165255  165259  165265  165271  165273  165279  165283  165285  165291  165295  165301  165309  176998 

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