求解一高一物理计算题。要求有详细过程,最好要有文字解说!谢谢。

蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳,翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员从离水平网面3.2m处自由下落,着网后沿竖直方向可蹦回到离水平网面5m高处。已知运动员与网接触时间为1.2s。若把这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理,求此恒力的大小。

解析:

巧解分析:把运动员看作是一个质点,首先作自由落体运动,接着与网发生作用时可看成是匀减速后匀加速运动,最后作竖直上抛运动.所以此题可用牛顿运动定律和运动学知识来解决,同样也可以用其他方法解.

解法一:将运动员看做质量为m的质点,从h1高处下落,刚接触网时速度大小v1=根号2gh1(向下),

弹跳后到达的高处h2,刚离开网时速度大小

v2=根号2gh2(向上),

速度的改变量Δv=v1+v2(向上).

以a表示加速度,Δt表示时间,则Δv=aΔt,

接触过程中运动员受到向上的弹力F和向下的重力mg.由牛顿第二定律F-mg=ma,

由以上各式解得F=mg+m×根号2gh1+根号2gh2/△t=1500N.

解法二:运动员下落的时间t2=根号(2h1)/g,

运动员离开网上升的时间t2=根号(2h2)/g,

由动量定理可得FΔt=mg(t1+t2+Δt)

代入相关数据解得 F=1500N.

★ 试题错析: 思维诊断:比较上述两种解法,明显解法二简单.此题同学们很容易忘记考虑运动员的重力,得出900N的错误结论.所以对于这样的相互作用问题,是否要考虑重力的影响,要具体情况具体分析.
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第1个回答  2011-01-31
用机械能守恒(空中)与动量定理(与网接触)较快。
从离水平网面3.2m处自由下落到网时的速度大小V1^2=2*g*H1
得 V1=根号(2*g*H1)=根号(2*10*3.2)=8m/s,方向竖直向下;
从网面刚离开时的速度大小V2=根号(2*g*H2) (用逆过程)
得 V2=根号(2*10*5)=10m/s ,方向竖直向上。

用动量定理,取竖直向上为正方向,则 (F-Mg)*T=M*V2-(-M*V1)
得 (F-60*10)*1.2=60*10-(-60*8) ,所求力为 F=1500牛顿
第2个回答  2011-02-01
可以用高一新学的动量和冲量的概念来解题,这也是出题者的意图:
你知道:物体所受合外力的冲量就是该物体的动量变化量
1,因为动量有方向,所以得取一个正方向,就取竖直向上为正方向,则下降时速度为-V1,其初动量为:-mv1,此外其上升时的速度为:v2,故末动量为:mv2,
2,运动员的动量变化量为:mv2-(-mv1) ,即为,mv2+mv1, 而其受合外力为(F-mg),所以,(F-mg)*t=mv2+mv1
根据题中已知条件,求出V1,V2很容易,我就不做无用功了,值得一提的是,用这种方法可以忽略作用过程,只关注前后两个状态,这样思路就明朗多了,当初我上高中时老师就这样教我们的,题有千种变化,掌握一种解题思想很重要!万变不离其宗....
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第3个回答  2011-01-31
运动员落网速度V0=开根号2gh=8m/s
F/m=a
a=(vt-v0)/t
运动员上升速度Vt=根号2gh1=10m/s
把下落方向视为负方向,则下落速度为负值
a=[10-(-8)]/1.2=15m/s^2
F=ma=60*15=900N
第4个回答  2011-01-31
这题至少有两种做法,一种是求落网速度(自由落体3.2m 1/2g*t的平方 gt=v落网),然后1.2s后,速度变为向上1/2m*v的平方,得知a,a=F/m F=am

第二种,能量角度看
初始势能E=mgh=60*10*3.2
最终势能E=mgh=60*10*5
网给运动员的恒力F做功为初始E=最终E(因为F的作用效果使先使运动员由动能转化而来的速度变为零,再使运动员拥有飞到5m处的速度)
W=Pt P=W/t 其中W=E初始+最终E t=1.2

其实高中物理并不算难,只要仔细读题,列出所有已知条件,然后由含有已知条件的公式求出其他条件,如果不是问题所需,再用求出的和已知的列公式,基本没有做不上的,平时这么练习,慢慢就会形成条件反射似的思考,做题就非常简单了
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