Question

5．某跳水運動員的質(zhì)量為60kg，在一次10m跳臺（即跳臺臺面距水面10m）的跳水比賽中，當他站在跳臺上時，他的重心（A點）離臺面1.0m，如圖所示，當從跳臺上跳起到達最高點時，他的重心（B點）離臺面的高度為1.5m，當下落到伸直雙臂手觸及水面時，他的重心（C點）離水面1.0m，以后由于水對他的阻力作用，他將做減速運動，其重心（D點）下沉的最大深度離水面4.0m．不計空氣阻力．求：
（1）運動員從起跳點A到最低點D的過程中，重力對他做了多少功？
（2）運動員的手觸及水面時的動能為多少？
（3）水對運動員的平均阻力為多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意明確高度，根據(jù)重力做功的公式可求得重力的功；
（2）根據(jù)機械能守恒定律可求得人到達水面時的動能；
（3）根據(jù)動能定理可求得平均阻力．

解答 解：（1）重力做功：
W_G=mg△h_AD=60×10×15=9000J
（2）取C點為0勢能面，根據(jù)機械能守恒定律：E_B=E_C，即
E_KC=mgh_BC=60×10×10.5=6300J
（3）取C點初狀態(tài)，D點為末狀態(tài)，根據(jù)動能定理：E_B=E_C，即
W_G-W_f=E_KD-E_KC
60×10×5-f×5=0-6300
f=1860N
答：（1）運動員從起跳點A到最低點D的過程中，重力對他做了9000J的功；
（2）運動員的手觸及水面時的動能為6300J；
（3）水對運動員的平均阻力為1860N．

點評 本題考查動能定理及機械能守恒定律的應(yīng)用，要注意正確分析過程明確物理規(guī)律是否適用．