Question

18．圖甲為玩具“跳跳桿”及組成部件（相關(guān)信息見(jiàn)下表）．桿內(nèi)的彈簧可以自由伸縮，人站上踏板后彈簧受拉伸長(zhǎng)，隨后收縮將人向上彈起，帶動(dòng)跳跳桿一起向上運(yùn)動(dòng)．由于重力作用，人和跳跳桿在到達(dá)最高處后會(huì)下落，桿著地后，人繼續(xù)往下運(yùn)動(dòng)拉長(zhǎng)彈簧，接著彈簧又收縮將人向上彈起，…所以人就和桿一起連續(xù)跳．

桿高 （m）	自重 （kg）	踏板數(shù)量（個(gè)）	單個(gè)踏板面積 （m2）	彈簧數(shù)量（根）	適用范圍（kg）
1.10	2.5	左、右各1	0.004	1	30～100

（1）人站在踏板上彈簧向下伸長(zhǎng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是AB．
A．人的重力勢(shì)能減小    B．彈簧的彈性勢(shì)能增大    C．人的機(jī)械能守恒
（2）玩跳跳桿需要保持身體的平衡和動(dòng)作的協(xié)調(diào)，這主要是小腦（大腦/小腦/腦干）的功能．
（3）如圖乙所示，質(zhì)量為60kg，雙腳面積為0.04m²的同學(xué)在玩跳跳桿，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為56cm時(shí)，踏板與他的雙腳完全接觸，此時(shí)彈簧的彈力通過(guò)踏板對(duì)腳的壓強(qiáng)是多少（踏板的重力忽略不計(jì)，彈簧的長(zhǎng)度與所受拉力關(guān)系如圖丙所示）？
（4）上題中的同學(xué)在水平地面上連續(xù)跳了20次，桿每次上升的高度平均為0.2m，則彈簧克服桿本身重力做功100J（假設(shè)桿始終豎直），從能量利用角度分析，跳跳桿本身的重力應(yīng)該輕一點(diǎn)．

Answer 1

分析 （1）彈性勢(shì)能與物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān)，即彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能就越大；
重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，即質(zhì)量越大，高度越高，重力勢(shì)能越大；
（2）玩跳跳桿需要保持身體的平衡和動(dòng)作的協(xié)調(diào)，這主要是小腦的功能；
（3）據(jù)彈簧的長(zhǎng)度計(jì)算壓力，而后據(jù)壓強(qiáng)公式計(jì)算出壓強(qiáng)即可；
（4）計(jì)算出跳跳桿的重力來(lái)后，據(jù)公式W=Gh即可計(jì)算克服重力做的功．

解答 解：
（1）人站在踏板彈簧向下伸長(zhǎng)的過(guò)程中，人的質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢(shì)能減��；而彈簧的形變程度變大，彈性勢(shì)能變大；人的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能；故AB正確、C錯(cuò)；
（2）據(jù)生物知識(shí)可知，玩跳跳桿需要保持身體的平衡和動(dòng)作的協(xié)調(diào)，這主要是小腦的功能；
（3）由圖乙可知，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度是56cm時(shí)，彈簧的彈力F=800N；
由于單腳面積大于單個(gè)踏板面積，所以受力面積應(yīng)該是2個(gè)踏板的面積，S=0.004m²×2=0.008m²；
彈簧的彈力通過(guò)踏板對(duì)腳的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.008{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（4）桿自身的重力是：G=mg=2.5kg×10N/kg=25N；
克服桿自身重力做的功是：W=Gh=25N×0.2m×20=100J；
從能量利用角度分析，跳跳桿本身的重力應(yīng)該輕一點(diǎn)更好；
故答案為：（1）AB；（2）小腦；
（3）彈簧的彈力通過(guò)踏板對(duì)腳的壓強(qiáng)是1×10⁵Pa；（4）100；輕一點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了機(jī)械能的轉(zhuǎn)化、重力、壓強(qiáng)和功的計(jì)算，能認(rèn)真讀題、明確題意，靈活運(yùn)用相關(guān)公式是關(guān)鍵．