16．研究表明，普通人的膝關(guān)節(jié)最多能承受體重的4倍，超過(guò)就會(huì)對(duì)膝關(guān)節(jié)造成嚴(yán)重的損傷，某同學(xué)從20cm高的臺(tái)階上自由落到水泥硬地面上，取g=10m/s2，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算，探究下列兩個(gè)問(wèn)題，以增強(qiáng)自已在生活中的安全意識(shí)：
（1）若該同學(xué)以絕對(duì)直立而僵硬的姿勢(shì)自由落到地面，與地面的作用時(shí)間為0.01s后速度減為零，求地面對(duì)身體的平均撞擊力是體重的多少倍？
（2）若該同學(xué)自由落到地面時(shí)屈膝彎腰，使重心降低50cm后速度減為零，求地面對(duì)人體的平均撞擊力是體重的多少倍？

分析 （1）由機(jī)械能守恒求出落地的速度，然后由動(dòng)量定理即可求出地面對(duì)身體的平均撞擊力；
（2）若該同學(xué)自由落到地面時(shí)屈膝彎腰，由動(dòng)能定理即可求出地面對(duì)人體的平均撞擊．

解答 解：（1）20cm=0.20m
若人做自由落體運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程中的機(jī)械能守恒得：$mgh=\frac{1}{2}m{v}^{2}$
所以：v=$\sqrt{2gh}=\sqrt{2×10×0.20}=2$m/s
人與地面相互作用的過(guò)程中受到重力和支持力，選取向上為正方向，則：Ft-mgt=0-mv
代入數(shù)據(jù)得：F=21mg
（2）50cm=0.50m
若該同學(xué)自由落到地面時(shí)屈膝彎腰，使重心降低50cm后速度減為零的過(guò)程中重力與支持力做功，則：
$mgh-F′h=0-\frac{1}{2}m{v}^{2}$
代入數(shù)據(jù)得：F′=1.4mg
答：（1）若該同學(xué)以絕對(duì)直立而僵硬的姿勢(shì)自由落到地面，與地面的作用時(shí)間為0.01s后速度減為零，地面對(duì)身體的平均撞擊力是體重的21倍；
（2）若該同學(xué)自由落到地面時(shí)屈膝彎腰，使重心降低50cm后速度減為零，求地面對(duì)人體的平均撞擊力是體重的1.4倍

點(diǎn)評(píng) 該題考查動(dòng)量定理與動(dòng)能定理的應(yīng)用，解答的關(guān)鍵是正確分析人在與地面接觸過(guò)程中的受力以及動(dòng)量、動(dòng)能的變化情況．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．如圖所示，甲木塊的質(zhì)量為m1，以v的速度沿光滑水平地面向前運(yùn)動(dòng)，正前方有一靜止的、質(zhì)量為m2的乙木塊，乙上連有一輕質(zhì)彈簧．甲木塊與彈簧接觸后，下列說(shuō)法不正確的是（　　）
A．甲木塊的動(dòng)量守恒
B．甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)量守恒
C．甲、乙兩木塊所組成系統(tǒng)的動(dòng)能不守恒
D．甲、乙兩木塊及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

7．回答下列問(wèn)題：
（1）在實(shí)驗(yàn)室中用游標(biāo)卡尺測(cè)量一物體長(zhǎng)度的讀數(shù)是10.125cm，螺旋測(cè)微儀測(cè)量金屬絲的直徑時(shí)，由圖可知金屬絲的直徑是0.900 mm．

（2）一個(gè)電流計(jì)滿偏電流為3mA，內(nèi)阻為10Ω，若改裝成量程為30mA的電流表，應(yīng)并聯(lián)的電阻阻值為1.11Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．我國(guó)計(jì)劃在2017年發(fā)射嫦娥四號(hào)，它是嫦娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次，更加全面的科學(xué)探測(cè)月球地貌，資源等方面的信息，完善月球檔案資料．已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，嫦娥四號(hào)離月球中心的距離為r，繞月球周期為T，根據(jù)以上信息可求出（　�。�
A．嫦娥四號(hào)繞月運(yùn)行的速度為$\sqrt{\frac{{r}^{2}g}{R}}$B．月球的平均密度為$\frac{3π{r}^{3}}{G{T}^{2}{R}^{3}}$
C．月球的平均密度$\frac{3π}{G{T}^{2}}$D．嫦娥四號(hào)繞月運(yùn)行的速度為$\frac{2πr}{T}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

11．利用氣墊導(dǎo)軌通過(guò)閃光照相進(jìn)行“探究碰撞中的不變量”實(shí)驗(yàn)．
（1）實(shí)驗(yàn)要求研究?jī)苫瑝K碰撞時(shí)動(dòng)能損失很小和很大等各種情況，若要求碰撞時(shí)動(dòng)能損失最大應(yīng)選圖1中的乙（填“甲”或“乙”）．（甲圖兩滑塊分別裝有彈性圈，乙圖兩滑塊分別裝有撞針和橡皮泥）
（2）兩滑塊質(zhì)量分別是m1=15g，m2=10g，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出它們碰撞前后的x-t圖象如圖17所示，則兩滑塊碰撞前總動(dòng)量是0.015kgm/s，碰撞后的總動(dòng)量是0.015kgm/s，由此得出結(jié)論碰撞中動(dòng)量矢量和守恒．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

1．如圖，絕緣輕彈簧上端固定，下端拴著一帶正電小球Q，Q在A處彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，Q可在C處?kù)o止．若將另一帶正電小球q固定在C處正下方某處，Q可在B處?kù)o止．現(xiàn)將Q從A靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中（　�。�
A．加速度先減小后增大
B．到C處時(shí)速率最大
C．機(jī)械能先減小后增大
D．Q、q、彈簧與地球組成的系統(tǒng)的勢(shì)能先減小后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示，頂端裝有定滑輪的粗糙斜面體放在水平地面上，A、B兩物體跨過(guò)滑輪通過(guò)細(xì)繩連接，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)（不計(jì)細(xì)繩的質(zhì)量和細(xì)繩與滑輪間的摩擦）．現(xiàn)用水平力F作用于物體A上，緩慢拉開一小角度，此過(guò)程中斜面體與物體B一直保持靜止．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．斜面對(duì)物體B的摩擦力一定增大B．細(xì)繩對(duì)物體A的拉力一定增大
C．地面受到的壓力一定增大D．地面對(duì)斜面體的摩擦力不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

15．如圖，在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬框架ABCD固定在水平內(nèi)，AB與CD平行且足夠長(zhǎng)，∠BCD為銳角．光滑導(dǎo)體棒MN垂直于CD放置在框架上，在外力作用下沿框架勻速向右滑動(dòng)，且始終與框架接觸良好．已知框架的BC部分以及MN的電阻均與長(zhǎng)度成正比，其余部分電阻不計(jì)，以MN經(jīng)過(guò)C點(diǎn)為t=0時(shí)刻，I表示電路中的電流，q表示經(jīng)過(guò)C處截面的電量，F(xiàn)表示作用在MN上的外力，P表示電路的電功率．則下列圖象可能正確的是（　　）
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

16．下列關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì)的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．電動(dòng)勢(shì)跟電源內(nèi)非靜電力做的功成正比，跟通過(guò)的電荷量成反比
B．電動(dòng)勢(shì)的單位跟電壓的單位一致，所以電動(dòng)勢(shì)就是兩極間的電壓
C．若某電源1s內(nèi)將正電荷從負(fù)極搬動(dòng)到正極做功為1J，則電動(dòng)勢(shì)為1V
D．電動(dòng)勢(shì)是電源本身的屬性，反映電源將其他形式能量轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小

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