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跳水是一项优美的水上运动,图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.其中陈若琳的体重约为30kg,身高约为1.40m,她站在离水面10m高的跳台上,重心离跳台面的高度约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图乙所示,这时陈若琳的重心离水面约为0.80m.设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变.空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)陈若琳起跳过程中所做的功
(2)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;(结果保留2位有效数字)
(3)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零,试估算水对陈若琳的作用力的大小.(结果保留2位有效数字)
分析:(1)起跳过程中所做的功等于上升过程中重力势能的增加量,通过能量守恒求出起跳过程中所做的功.
(2)上升过程中做匀减速运动,下降过程中做自由落体运动,结合运动学公式求出运动的时间.
(3)求出手触及水面的速度,通过动能定理求出水对陈若琳的作用力的大小.
解答:解:(1)根据能量守恒得,W=mgh1=135J    
(2)陈若琳跃起后可看作竖直向上的匀减速运动,重心上升的高度h1=0.45m
设起跳速度为v0,则
v
2
0
=2gh1
,上升过程的时间t1=
v0
g

解得  t1=
2h1
g
=0.3 s
陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度h=10.45m
设下落过程的时间为t2,则h=
1
2
g
t
2
2

解得 t2=
2h
g
=
2.09
s≈1.4 s
陈若琳要完成一系列动作可利用的时间t=t1+t2=1.7s  
(3)陈若琳的手触及水面到她的重心下沉到离水面约2.2m处的位移s=3.0 m
手触及水面时的瞬时速度v=
2gh

设水对运动员的作用力为Ff,依据动能定理有(mg-Ff)s=0-
1
2
mv2

解得 Ff=1.3×103N                                    
答:(1)陈若琳起跳过程中所做的功为135J.
(2)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间为1.7s.
(3)水对陈若琳的作用力的大小为1.3×103N.
点评:解决本题的关键理清运动员在整个过程中的运动情况,结合动能定理、运动学公式进行求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

跳水是一项优美的水上运动,左是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.其中陈若琳的体重约为30kg,身高约为1.40m,她站在离水面10m高的跳台上,重心离跳台面的高度约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如右图所示,这时陈若琳的重心离水面约为0.80m.设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变.空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.(结果保留2位有效数字)
(1)求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;
(2)若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零,试估算水对陈若琳的作用力的大小.

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(2009?宁波模拟)跳水是一项优美的水上运动,图甲是 2008 年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.如果陈若琳质量为 m,身高为 L,她站在离水面 H 高的跳台上,重心离跳台面的高度为 hl,竖直向上跃起后重心又升高了 h2 达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图乙所示,这时陈若琳的重心离水面约为 h3,她进入水中后重心最低可到达水面下 h4 处,整个过程中空气阻力可忽略不计,重力加速度为 g,求:
(l)求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;
(2)求陈若琳克服水的作用力所做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网跳水是一项优美的水上运动,图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.其中陈若琳的体重约为30kg,身高约为1.40m,她站在离水面10m高的跳台上,重心离跳台面的高度约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图乙所示,这时陈若琳的重心离水面约为0.80m.运动员水平方向的运动忽略不计,空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)运动员起跳速度的大小
(2)陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间(结果可以不予以有理化)

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跳水是一项优美的水上运动,如图所示是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.运动员从离出水面10 m的跳台向上跃起,举双臂直体离开台面,重心(此时其重心位于从手到脚全长的中点)升高0.45 m达到最高点.落水时身体竖直,手先入水(在此过程中运动员

水平方向的运动忽略不计),从离开跳台到手触水面,他可用于完成空中动作的时间是多长?(不计重力,g取10 m/s2)

 

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