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13.跳水運(yùn)動(dòng)是我國體育運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)項(xiàng)之一,其中高臺(tái)跳水項(xiàng)目要求運(yùn)動(dòng)員從距離水面10m的高臺(tái)上跳下,在完成空中動(dòng)作后進(jìn)入水中.若某運(yùn)動(dòng)員起跳瞬間重心離高臺(tái)臺(tái)面的高度為1m,斜向上跳離高臺(tái)瞬間速度的大小為3m/s,跳至最高點(diǎn)時(shí)重心離臺(tái)面的高度為1.3m,入水(手剛觸及水面)時(shí)重心離水面的高度為1m,如圖所示,圖中虛線為運(yùn)動(dòng)員重心的運(yùn)動(dòng)軌跡.已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為50kg,不計(jì)空氣阻力:
(1)以水面為零勢能面,求運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間所具有的重力勢能;
(2)求從跳離高臺(tái)瞬間到跳至最高點(diǎn)的過程中,運(yùn)動(dòng)員克服重力所做的功;
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,求運(yùn)動(dòng)員入水(手剛觸及水面)時(shí)速度的大�。�

分析 (1)運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間所具有的重力勢能根據(jù)公式Ep=mgh求解.
(2)運(yùn)動(dòng)員克服重力所做的功根據(jù)公式W=mgh求解.
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,求解運(yùn)動(dòng)員入水(手剛觸及水面)時(shí)速度的大�。�

解答 解:(1)以水面為零勢能面,運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間重心相對于水面的高度為 h=10m+1m=11m
則運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間所具有的重力勢能 Ep=mgh=50×10×11J=5500J
(2)從跳離高臺(tái)瞬間到跳至最高點(diǎn)的過程中,運(yùn)動(dòng)員重心上升的高度 H=1.3m-1.0m=0.3m
克服重力所做的功 W=mgH=50×10×0.3J=150J
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:
  mgh′+12mv20=12mv2
可得 v=v20+2gh=32+2×10×10m/s≈14.5m/s
答:
(1)以水面為零勢能面,運(yùn)動(dòng)員在起跳瞬間所具有的重力勢能是5500J;
(2)從跳離高臺(tái)瞬間到跳至最高點(diǎn)的過程中,運(yùn)動(dòng)員克服重力所做的功是150J;
(3)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,運(yùn)動(dòng)員入水(手剛觸及水面)時(shí)速度的大小是14.5m/s.

點(diǎn)評 本題要注意公式Ep=mgh中h是物體相對于零勢能面的高度.對于人,不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí),要注意研究重心的高度變化.

練習(xí)冊系列答案
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(1)小物塊下滑時(shí)的加速度?
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4.如圖,質(zhì)量相同的物體A和B,分別位于地球表面赤道上的a處和某一緯度上的b處,跟隨地球勻速自轉(zhuǎn),下列說法正確是( �。�
A.A物體的線速度大于B物體的線速度
B.A物體的角速度大于B物體的角速度
C.A物體所受的萬有引力大于B物體所受的萬有引力
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A.|OA|=|OB|
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C.O到B的過程中,滑塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能
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8.“用油膜法估測分子的大小”的實(shí)驗(yàn)中,配制的油酸酒精溶液中油酸的濃度(油酸所占溶液的百分比)為ρ,測得1滴油酸酒精溶液的體積為V,把1滴該溶液滴入盛水的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,將玻璃板放在淺盤上,在玻璃板上描出油膜的邊界輪廓,測出油膜的輪廓面積為S.根據(jù)以上數(shù)據(jù)和測量結(jié)果,油酸分子的直徑應(yīng)為ρVS

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5.下列情況中的物體,哪些可以看作質(zhì)點(diǎn)( �。�
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(2)請回答下列兩個(gè)問題:
①為了測量滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),還需測量的物理量是CD(填寫字母代號)
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②欲測量①中所選定的物理量,所需要的實(shí)驗(yàn)器材是天平.
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),用托盤和砝碼的總重力來代替細(xì)繩對滑塊的拉力,則滑塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=m3gm2am2g(用L、g、a、m1、m2、m3、t中所需字母表示).與真實(shí)值相比,測量的動(dòng)摩擦因數(shù)偏大(填“偏大”或“偏小”).

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3.足球以10m/s的速率飛來,被運(yùn)動(dòng)員以16m/s的速率反向踢回,若以足球飛來的方向?yàn)閰⒖颊较�,則足球速度變化量為-26m/s;若運(yùn)動(dòng)員與足球的接觸時(shí)間為0.5s,則足球的平均加速度大小為52m/s2

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