Question

質(zhì)量為50kg的運動員練習10m跳臺跳水，某次向上躍起后在空中的最高點A距水面的高度為10.6m，如圖所示，運動員進入水中的最大深度為3m，ρ_人=ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg（不考慮人的身高）．
（1）請說出運動員向上躍起后在空中的兩個運動過程及每個過程的能的轉(zhuǎn)化．
（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求出盡可能多的不同類型的物理量（求出四個不同類型的物質(zhì)量可得滿分）．

Answer 1

【答案】分析：（1）我們可以從影響能量大小的因素來分析能量的變化，找到能量轉(zhuǎn)化的方向．
（2）整理已知條件，結(jié)合所學(xué)的公式，找出能夠求解的物理量．
解答：解：（1）運動員上升過程中，速度變小動能變小，但所處高度增加重力勢能增加，屬于動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；
運動員在下降過程中，所處高度減小重力勢能減小，但速度變大動能變大，屬于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
（2）我們知道人的質(zhì)量和密度可以用公式V=求出人的體積，得出人的體積可以用公式F_浮=ρ_水gV求出人完全浸沒在水中受到的浮力；我們知道人的質(zhì)量還可以用公式G=mg求出人的重力，得出人的重力還可以用公式W=Gh求出從最高點到水面重力做功．
故答案：
（1）兩個運動過程為：
a．從跳臺上升到最高點（或運動員的上升過程），動能轉(zhuǎn)化為勢能；
b．從最高點落向水面（或運動員的下降過程）勢能轉(zhuǎn)化為動能．
（2）所求的物理量：
a．人的體積：
b．人的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N
c．從最高點到水面重力做功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×10.6m=5300J
d．人完全浸沒在水中受到的浮力F_浮=ρ_水gV=1.0×10³N/m³×10N/kg×0.05m³=5×10²N
點評：本題通過一個具體實例考查了多方面的物理知識，綜合性較強，對學(xué)生的知識和能力都有較高的要求．要注意合理地構(gòu)建物理模型，靈活地選擇物理規(guī)律和公式解答問題．