“蹦極”是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng),如圖所示,某人用彈性橡皮繩拴住身體自高空P處自由下落,在空中感受失重的滋味.若此人質(zhì)量為50kg,橡皮繩長15m,人可看成質(zhì)點(diǎn).此人從點(diǎn)P處自靜止下落至運(yùn)動(dòng)停止瞬間所用時(shí)間為4s(取g=10m/s2).求:
橡皮繩對(duì)人的平均作用力約為多大?

解:人從下落到橡皮繩正好拉直的時(shí)間設(shè)為t1,則
t1=s≈1.73s
此時(shí)人的速度為v=gt1=17.3m/s
人繼續(xù)下落到停止過程加速度為
a==m/s2=7.62m/s2
由牛頓第二定律得F-mg=ma
橡皮繩對(duì)人的平均作用力為F=ma+mg=881N.
答:橡皮繩對(duì)人的平均作用力約為881N.
分析:人的運(yùn)動(dòng)可分為幾個(gè)過程,自由落體運(yùn)動(dòng)、加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)、加速度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng).第一個(gè)過程很容易求得橡皮繩拉直的時(shí)間和速度.第二、三個(gè)過程可以近似看成勻變速運(yùn)動(dòng)來處理,先由速度和時(shí)間求出加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求出平均作用力.
點(diǎn)評(píng):此題的難點(diǎn)在于橡皮繩被拉直后會(huì)做什么樣的運(yùn)動(dòng),以及如何近似處理求出平均作用力.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2011?山東模擬)(物理-選修3-5):
(1)2010年9月1日至10月31日,樂滿地成功舉辦第五屆國際花樣蹦極邀請(qǐng)賽.如下左圖所示,“蹦極”是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng),如下右圖所示,某人用彈性橡皮繩拴住身體自高空P處自由下落,在空中感受失重的滋味.若此人質(zhì)量為60kg,橡皮繩長20m,人可看成質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求此人從點(diǎn)P處由靜止下落至橡皮繩剛伸直(無伸長)時(shí),人的動(dòng)量為
1200kg?m/s
1200kg?m/s

(2)實(shí)驗(yàn)室考查氫原子躍遷時(shí)的微觀效應(yīng),設(shè)原來處于靜止?fàn)顟B(tài)的大量激發(fā)態(tài)氫原子,其核外電子處于n=5的能級(jí)狀態(tài)軌道.已知?dú)湓踊鶓B(tài)能級(jí)E1=-13.6eV,氫原子質(zhì)量為mH=1.67×10-27kg.
①求出可能的躍遷光子種類;
②若躍遷后光子沿某一方向飛出,且光子的動(dòng)量可以用F=F表示,試求發(fā)生電子躍遷后氫原子的最大反沖速率.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2004?杭州一模)“蹦極”是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng),如圖所示,某人用彈性橡皮繩拴住身體自高空P處自由下落,在空中感受失重的滋味,若此人質(zhì)量為50kg,橡皮繩長20m,人可看成質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求:
(1)此人從點(diǎn)P處由靜止下落至橡皮繩剛伸直(無伸長)時(shí),人的動(dòng)量為
1000kg?m/s
1000kg?m/s

(2)若橡皮繩可相當(dāng)一根勁度系數(shù)為100N/m的輕彈簧,則此人從P處下落到
25
25
m時(shí)具有最大速度.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)“蹦極跳”是一項(xiàng)勇敢者的運(yùn)動(dòng).設(shè)蹦極者離開跳臺(tái)時(shí)的速度為零,從自由下落到彈性繩子剛好被拉直的ab段為第一階段;從彈性繩子剛好被拉直到運(yùn)動(dòng)員下降到最低點(diǎn)的bc段為第二階段,如圖所示.若不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是( 。 
①第一階段重力的沖量與第二階段彈力的沖量大小相等
②第一階段重力做的功小于第二階段支服彈力做的功
③第二階段中先是支服彈力做的功小于重力做的功,
然后是支服彈力做的功大于重力做的功
④到最低點(diǎn)C 時(shí),人的加速度值一定等于重力加速度的值.
A、①④B、②③C、①③D、②④

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