跳水運動員從高于水面H＝10m的跳臺自由落下，身體筆直且與水面垂直．假設(shè)運動員的質(zhì)量m＝50kg，其體型可等效為一長度L＝1.0m、直徑d＝0.30m的圓柱體，略去空氣阻力．運動員落水后，水的等效阻力f作用于圓柱體的下端面，f的量值隨落水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示． 該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和Of重合．運動員入水后受到的浮力F＝ρgV （V是排開水的體積）是隨著入水深度線性增加的．已知橢圓的面積公式是S＝πab，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3， g取10m/s2．

試求：

（1）運動員剛?cè)胨畷r的速度；

（2）運動員在進入水面過程中克服浮力做的功；

（3）為了確保運動員的安全，水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少？

解答：（1）   (2分）

（2）浮力做功分為兩個階段，運動員進入水面為第一階段，水的浮力線性增加，其做功為：

  …  (2分）

WF1 ＝ -353.25 J      (1分）

（3）設(shè)水深為h，第二階段浮力是恒力，其所做的功

…          (2分）

水的阻力做功為圖中曲線與橫軸所圍的面積：

       ＝ …      (2分）

運動員的始、末狀態(tài)的速度均為零，對整個過程應(yīng)用動能定理：

     WG ＋WF1＋ WF2＋ Wf ＝0 …   (2分）

將WG ＝ mg(H ＋h）及、、式代入式：

＝0，  (2分）

代入數(shù)據(jù)解得至少水深為     h＝ 4.51m             (1分） 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?長寧區(qū)一模）跳水運動員從高于水面H=10m的跳臺自由落下，身體筆直且與水面垂直．假設(shè)運動員的質(zhì)量m=50kg，其體型可等效為一長度L=1.0m、直徑d=0.30m的圓柱體，略去空氣阻力．運動員落水后，水的等效阻力f作用于圓柱體的下端面，f的量值隨落水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示． 該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和Of重合．運動員入水后受到的浮力F=ρgV （V是排開水的體積）是隨著入水深度線性增加的．已知橢圓的面積公式是S=πab，水的密度ρ=1.0×103kg/m3，g取10m/s2．
試求：
（1）運動員剛?cè)胨畷r的速度；
（2）運動員在進入水面過程中克服浮力做的功；
（3）為了確保運動員的安全，水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

跳水運動員從高于水面H=10 m 的跳臺自由落下，假設(shè)運動員的質(zhì)量m=60 kg，其體形等效為一個長L=1 m、直徑d=0.30 m的圓柱體，略去空氣阻力，運動員入水后，水的等效阻力F作用于圓柱體下端面，F(xiàn)的值隨著水深度Y變化如圖4-1-22，該曲線可近似看成橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和OF重合，交點為Y=h和F=5mg/2，為了確保運動員的安全，試計算水池中的深度h至少應(yīng)等于多少？

圖4-1-22

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

跳水運動員從高于水面H＝10m的跳臺自由落下，身體筆直且與水面垂直．假設(shè)運動員的質(zhì)量m＝50kg，其體型可等效為一長度L＝1.0m、直徑d＝0.30m的圓柱體，略去空氣阻力．運動員落水后，水的等效阻力f作用于圓柱體的下端面，f的量值隨落水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示． 該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和Of重合．運動員入水后受到的浮力F＝ρgV （V是排開水的體積）是隨著入水深度線性增加的．已知橢圓的面積公式是S＝πab，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3， g取10m/s2．

試求：

1.運動員剛?cè)胨畷r的速度；

2.運動員在進入水面過程中克服浮力做的功；

3.為了確保運動員的安全，水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少？

 

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2011-2012學(xué)年度上海市長寧區(qū)高三第一學(xué)期期末質(zhì)量抽測物理卷 題型：計算題

跳水運動員從高于水面H＝10m的跳臺自由落下，身體筆直且與水面垂直．假設(shè)運動員的質(zhì)量m＝50kg，其體型可等效為一長度L＝1.0m、直徑d＝0.30m的圓柱體，略去空氣阻力．運動員落水后，水的等效阻力f作用于圓柱體的下端面，f的量值隨落水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示． 該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和Of重合．運動員入水后受到的浮力F＝ρgV （V是排開水的體積）是隨著入水深度線性增加的．已知橢圓的面積公式是S＝πab，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3， g取10m/s2．
試求：

【小題1】運動員剛?cè)胨畷r的速度；
【小題2】運動員在進入水面過程中克服浮力做的功；
【小題3】為了確保運動員的安全，水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：2012屆度上海市長寧區(qū)高三第一學(xué)期期末質(zhì)量抽測物理卷 題型：計算題

跳水運動員從高于水面H＝10m的跳臺自由落下，身體筆直且與水面垂直．假設(shè)運動員的質(zhì)量m＝50kg，其體型可等效為一長度L＝1.0m、直徑d＝0.30m的圓柱體，略去空氣阻力．運動員落水后，水的等效阻力f作用于圓柱體的下端面，f的量值隨落水深度Y變化的函數(shù)曲線如圖所示． 該曲線可近似看作橢圓的一部分，該橢圓的長、短軸分別與坐標(biāo)軸OY和Of重合．運動員入水后受到的浮力F＝ρgV （V是排開水的體積）是隨著入水深度線性增加的．已知橢圓的面積公式是S＝πab，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3， g取10m/s2．

試求：

1.運動員剛?cè)胨畷r的速度；

2.運動員在進入水面過程中克服浮力做的功；

3.為了確保運動員的安全，水池中水的深度h至少應(yīng)等于多少？

 

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案