如圖1所示,運動員做“蹲跳起”動作,離開地面的瞬間,全身繃緊,之后離開地面的最大高度為H。設重力加速度為g,不計空氣阻力。

(1)求運動員離開地面瞬間的速度。
(2)地面是不會對人做功的,那么人是如何獲得機械能的呢?為了解釋這個問題,小亮同學構建了如下模型:
如圖2所示,將人的上半身和下半身分別看作質量為m1和m2的物塊,上、下半身間的作用力看成物塊間豎直輕彈簧的彈力。將m1從平衡位置向下壓距離h,表示人“蹲下”;然后松手,m1向上運動,表示人“站起”;當m1回到平衡位置時,突然將彈簧的長度鎖定,m2被帶離地面,表示人“跳起”。
試結合這一模型,計算運動員在“站起”過程中至少要做多少功。
(3)如圖3所示的是立定跳遠動作分解圖,有一個動作要領是起跳過程中要大幅度擺臂,且離開地面前瞬間手臂向前甩。將人的手臂和其他部位看成兩個部分,試從物理的角度解釋起跳時擺臂的原因。

【答案】(1)運動員離開地面瞬間的速度為。
(2)運動員在“站起”過程中至少要做功為m1gh+gH。
(3)見解析。
2
g
H
(2)運動員在“站起”過程中至少要做功為m1gh+
(
m
1
+
m
2
)
2
m
1
(3)見解析。
【解答】
【點評】
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發布:2024/4/20 14:35:0組卷:205引用:3難度:0.4
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