Question

12．“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动．某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）．根据图象可知运动员（　　）

• A． 重力大小为F₀
• B． 所受拉力F对其始终不做功
• C． t₀到nt₀机械能不变
• D． t₀时刻重力势能最小

Answer 1

分析 根据以下知识答题：
（1）跳跃者所受的拉力越大，位置越低；当拉力最大，位置最低时，跳跃者速度为零；当跳跃者所受拉力持续不变时，处于静止状态，拉力等于重力；
（2）当跳跃者到达最低点时，速度为零；
（3）物体的重力势能与物体所受的重力与物体的高度有关，在重力一定的情况下，高度越低，重力势能越小；
物体的动能与物体的质量与速度有关，在质量一定时，物体速度越大，动能越大；
机械能等于动能和重力势能的和，
（4）跳跃者在运动过程中克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能逐渐变小；
（5）力作用在物体上，物体在力的方向上如果移动一端距离，则力对物体做功．

解答 解：A、观察图象可知，当拉力大小不变时，运动静止在空中，处于平衡状态，拉力等于重力；在力的大小为F₀时，跳跃者的位置低于平衡状态的位置，拉力大于重力，因此重力小于F₀，故A错误；
B、跳跃者在拉力F方向上移动了距离，拉力对跳跃着做功，故B错误；
C、t₀到nt₀，跳越者运动过程中克服摩擦做功，一部分机械能转化为内能，机械能减少，故C错误；
t₀时刻，跳跃者位置最低，此时速度为零，动能最小，为零，故C错误；
D、由图象知：t₀时刻拉力最大，跳跃者所处位置最低，重力势能最小，故D正确．
故选D．

点评 本题主要考查了动能和重力势能大小的判断，只要知道影响动能、重力势能大小的因素即可解答．本题考查了跳跃者的重力、重力势能、动能、拉力是否做功，分析拉力随时间变化的关系是解题的关键，本题有一定的难度．