Question

質(zhì)量為50kg的運(yùn)動(dòng)員練習(xí)10m跳臺(tái)跳水，某次向上躍起后在空中的最高點(diǎn)A距水面的高度為10.6m，如圖所示，運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中的最大深度為3m，ρ_人=ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg（不考慮人的身高）．
（1）請(qǐng)說出運(yùn)動(dòng)員向上躍起后在空中的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程及每個(gè)過程的能的轉(zhuǎn)化．
（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，求出盡可能多的不同類型的物理量（求出四個(gè)不同類型的物質(zhì)量可得滿分）．

Answer 1

【答案】分析：（1）我們可以從影響能量大小的因素來分析能量的變化，找到能量轉(zhuǎn)化的方向．
（2）整理已知條件，結(jié)合所學(xué)的公式，找出能夠求解的物理量．
解答：解：（1）運(yùn)動(dòng)員上升過程中，速度變小動(dòng)能變小，但所處高度增加重力勢(shì)能增加，屬于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；
運(yùn)動(dòng)員在下降過程中，所處高度減小重力勢(shì)能減小，但速度變大動(dòng)能變大，屬于重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
（2）我們知道人的質(zhì)量和密度可以用公式V=求出人的體積，得出人的體積可以用公式F_浮=ρ_水gV求出人完全浸沒在水中受到的浮力；我們知道人的質(zhì)量還可以用公式G=mg求出人的重力，得出人的重力還可以用公式W=Gh求出從最高點(diǎn)到水面重力做功．
故答案：
（1）兩個(gè)運(yùn)動(dòng)過程為：
a．從跳臺(tái)上升到最高點(diǎn)（或運(yùn)動(dòng)員的上升過程），動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能；
b．從最高點(diǎn)落向水面（或運(yùn)動(dòng)員的下降過程）勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能．
（2）所求的物理量：
a．人的體積：
b．人的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N
c．從最高點(diǎn)到水面重力做功：W=Gh=mgh=50kg×10N/kg×10.6m=5300J
d．人完全浸沒在水中受到的浮力F_浮=ρ_水gV=1.0×10³N/m³×10N/kg×0.05m³=5×10²N
點(diǎn)評(píng)：本題通過一個(gè)具體實(shí)例考查了多方面的物理知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，對(duì)學(xué)生的知識(shí)和能力都有較高的要求．要注意合理地構(gòu)建物理模型，靈活地選擇物理規(guī)律和公式解答問題．