蹦極的經(jīng)典例題講解?

2024-02-20 05:44

2024-02-20 08:36

蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落,至最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是

A.運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)能始終減小

B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加

C.蹦極過程中,運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D.蹦極過程中,重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)

本題是多選題,本題的答案是ABC;

下面做一個(gè)蹦極過程運(yùn)動(dòng)情況的解析。(聲明一下,下面的解釋是一般情況下的蹦極運(yùn)動(dòng),考慮空氣阻力,這一點(diǎn)與該題目中要求不一樣。)

蹦極過程一開始是一個(gè)先加速后減速的運(yùn)動(dòng)過程。一開始肯定是加速的,這個(gè)非常簡(jiǎn)單,連老太太都知道。但是如何加速,加速到什么時(shí)候,后來有為何減速呢?這是需要我們分析的。在分析本題的時(shí)候,我們完全能夠把彈性繩子想象成為彈簧;這不影響我們的分析。剛蹦的時(shí)候,人是加速下落,因?yàn)槌酥亓Α⒖諝庾枇ν鉀]有任何力的作用。什么時(shí)候改變了這樣的運(yùn)動(dòng)呢,顯然是繩子開始伸長(zhǎng)的時(shí)候,這個(gè)時(shí)候多了彈力。根據(jù)彈力的大小計(jì)算式F彈=kΔx;彈力是逐漸增大的,因此在剛剛有彈力的時(shí)候,人的運(yùn)動(dòng)依然是向下加速。一直到F彈=G的時(shí)候,加速度的方向才開始發(fā)生變化(以后開始向上),接下來就是減速的過程了。一直減速到速度為零。這個(gè)時(shí)候彈力遠(yuǎn)大于重力,人還會(huì)被彈力拉起來。再接下來的過程中,人就開始做往復(fù)振動(dòng),最終停止下來。注意整個(gè)過程中一直有空氣阻力在做負(fù)功。本題是因?yàn)槎噙x,增加了難度,但是并不能算是一道物理難題。提醒大家的是D選項(xiàng)錯(cuò)誤,重力勢(shì)能的改變(注意“改變”二字)與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無關(guān)。