跳高是體育課常進行的一項運動.小明同學身高1.70 m,質(zhì)量為60 kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40 s豎直跳離地面.設他蹬地的力大小恒為1 050 N,其重心上升可視為勻變速直線運動.求小明從蹬地開始到上升至最大高度時機械能的增加量.(不計空氣阻力,取g=10 m/s2)

    某同學進行如下計算:

    小明起跳蹬地過程中,受到地面彈力F作用,向上做勻加速運動.因為地面的彈力F與蹬地的力是作用力和反作用力,因此有F=F′=1 050 N                 ①

    根據(jù)牛頓第二定律,有F=ma                                

    經(jīng)過t=0.40 s跳離地面時的速度為v=at                      

    起跳后人做豎直上拋運動,設上升的最大高度為h,則v2=2gh    ④

    在最高點,動能為零,機械能的增加量為ΔE=ΔEp=mgh         ⑤

   聯(lián)立以上各式即可求解,你認為該同學的解答是否正確?如果認為正確,請求出結(jié)果;如果認為不正確,請說明理由并作出正確解答.

解析:不正確.原因有兩點:一是起跳蹬地過程中,受到地面彈力和重力的共同作用,該同學漏掉了重力;二是機械能的增加量應從蹬地開始計算,該同學漏掉了加速階段增加的勢能.正確的解答過程:

    根據(jù)牛頓第二定律  F-mg=ma                     ①

    人的重心上升的高度  h=at2                              

    此過程重力勢能的增加量為  ΔΕp=mgh            ③

    代入數(shù)據(jù)可得  ΔEp=360 J                        

    跳離地面時的速度v=at

    動能的增加量為ΔEk=mv2                                 

    代入數(shù)據(jù)可得ΔEk=270 J                          ⑥

    所以機械能的增加量為  ΔE=ΔEp+ΔEk                 

    起跳后人做豎直上拋運動,機械能守恒,所以小明從蹬地開始到上升至最大高度時機械能的增加量也為ΔE                                  

    代入數(shù)據(jù)可得  ΔE=630 J                        ⑨

答案:ΔE=630 J

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

跳高是體育課常進行的一項運動.小明同學身高1.70m,質(zhì)量為60kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40s豎直跳離地面.設他蹬地的力大小恒為1050N,其重心上升可視為勻變速直線運動.求小明從蹬地開始到最大高度過程中機械能的增加量.(不計阻力,取g=10m/s2.)

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科目:高中物理 來源: 題型:

跳高是體育課常進行的一項運動.小明同學身高1.70m,質(zhì)量為60kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40s豎直跳離地面.設他蹬地的力大小恒為1050N,其重心上升可視為勻變速直線運動.求小明從蹬地開始重心上升的最大高度.(不計空氣阻力,取g=10m/s2.)
某同學進行如下計算:
小明起跳蹬地過程中,受到地面彈力F作用,向上做勻加速運動.因為地面的彈力F與蹬地的力F?是作用力和反作用力,因此有:F=F?=1050N…(1)
根據(jù)牛頓第二定律,有:F=ma…(2)
經(jīng)過t=0.4s跳離地面時的速度為v=at…(3)
起跳后人做豎直上拋運動,設上升的最大高度為h,則:v2=2gh…(4)
聯(lián)立以上各式既可求解.
你認為該同學的解答是否正確?如果認為正確,請求出結(jié)果;如果認為不正確,請說明理由并作出正確解答.

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科目:高中物理 來源: 題型:

跳高是體育課常進行的一項運動,小明同學身高1.70m,質(zhì)量為60Kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40s豎直跳離地面.假設他蹬地的力恒為1050N,其重心上升可視為勻變速直線運動.求小明從蹬地開始到最大高度過程中機械能的增加量(不計空氣阻力,g取10m/s2
某同學進行如下計算:小明起跳蹬地過程中,受到地的彈力F作用,向上做勻加速直線運動,因為地面的彈力與蹬地的力F’是作用力和反作用力,因此有
F=F’=1050N    ①
根據(jù)牛頓第二定律            F=ma      ②
經(jīng)0.40s跳離地面時的速度       v=at     ③
起跳后人做豎直上拋運動,設上升的最大高度為h,則v2=2gh    ④
在最高點,動能為零,機械能的增加量為△E=△Ep=mgh
聯(lián)立以上各式即可求解.你認為該同學的解答是否正確?如果認為正確,請求出結(jié)果;如果認為不正確,請說明理由,并作出正確解答.

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科目:高中物理 來源: 題型:

跳高是體育課常進行的一項運動,小明同學身高1.70m,質(zhì)量為60Kg,在一次跳高測試中,他先彎曲兩腿向下蹲,再用力蹬地起跳,從蹬地開始經(jīng)0.40s豎直跳離地面.假設他蹬地的力恒為1050N,其重心上升可視為勻變速直線運動.求小明從蹬地開始到最大高度過程中機械能的增加量(不計空氣阻力,g取10m/s2)某同學進行如下計算:

小明起跳蹬地過程中,受到地的彈力F作用,向上做勻加速直線運動,因為地面的彈力與蹬地的力F´是作用力和反作用力,因此有F=F´=1050N ① 根據(jù)牛頓第二定律 F=ma  ② 

經(jīng)0.40s跳離地面時的速度v =at ③  起跳后人做豎直上拋運動,設上升的最大高度為h,則v2=2gh    ④   在最高點,動能為零,機械能的增加量為  E=Ep=mgh  聯(lián)立以上各式即可求解.你認為該同學的解答是否正確?如果認為正確,請求出結(jié)果;如果認為不正確,請說明理由,并作出正確解答.

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