質(zhì)量m=50kg的運動員,在一座高橋上做“蹦極”運動.他所用的彈性繩的勁度系數(shù)k=62.5N/m,自然長度為l=12m,彈性繩中的彈力與彈性繩的伸長量遵循胡克定律,設在整個運動過程中彈性繩都在彈性限度內(nèi).運動員從橋面上由靜止自由下落,下落到最低點時(仍在空中),繩的彈性勢能Ep=2×104J.不計空氣阻力,取g=10m/s2.求:
(1)運動員下落的距離h為多少時達到最大速度.
(2)運動員到達最低點時的加速度a.
(1)達到最大速度時,彈力和重力平衡,故k(h-L)=mg   
解出h=20m   
(2)設下落的最大高度為h′,由機械能守恒定律:
mg h′=Ep    
解出h′=40m    
在最低點,由牛頓第二定律得:
K(h′-L)-mg=ma     
解得a=25m/s2
答:(1)運動員下落的距離h為20m時達到最大速度.
(2)運動員到達最低點時的加速度為25m/s2
練習冊系列答案
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(1)運動員在空中飛行的時間t和AB間的距離s;
(2)運功員落到水平面上的B處時順勢屈腿以緩沖,使他垂直于水平面的分速度在△t=0.20s的時間內(nèi)減小為零.試求緩沖過程中滑雪板對水平面的平均壓力.

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