Question

13．圖甲為玩具“跳跳桿”及組成部件（相關(guān)信息見下表）．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，接著彈簧雙收縮將人向上彈起，…所以人就和桿一起連續(xù)跳動(dòng)．

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）人站在踏板彈簧向下伸長(zhǎng)的過程中，下列說法正確的是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（選填“大腦”、“小腦”或“腦干”）的功能．
（3）如圖乙，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）？
（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，跳跳桿本身的重量應(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)的過程中，人的質(zhì)量不變，高度減小，故重力勢(shì)能減��；同時(shí)質(zhì)量不變，彈簧的形變程度變大，所以彈性勢(shì)能變大，但人的機(jī)械能是變化的；故AB正確；
（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）當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度是56cm時(shí)，彈簧的彈力F=800N；受力面積是S=0.004m²×2=0.008m²；
所以壓強(qiáng)是p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{0.008{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（4）自身的重力是：G=mg=2.5kg×10N/kg=25N；
故克服自身重力做的功是：W=Gh=25N×0.2m×20=100J；從能量利用角度分析，跳跳桿本身的重量應(yīng)該輕一點(diǎn)更好；
故答案為：（1）AB；（2）小腦；（3）1×10⁵Pa；（4）100；輕一點(diǎn)．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了能量轉(zhuǎn)化的判斷、壓強(qiáng)的計(jì)算和功的計(jì)算，是一道綜合題．