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跳高是体育课常进行的一项运动.小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高...

跳高是体育课常进行的一项运动.小明同学身高1.70m,质量为60kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面.设他蹬地的力大小恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动.求小明从蹬地开始重心上升的最大高度.(不计空气阻力,取g=10m/s2.)
某同学进行如下计算:
小明起跳蹬地过程中,受到地面弹力F作用,向上做匀加速运动.因为地面的弹力F与蹬地的力F⊃1;是作用力和反作用力,因此有:F=F⊃1;=1050N…(1)
根据牛顿第二定律,有:F=ma…(2)
经过t=0.4s跳离地面时的速度为v=at…(3)
起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则:v2=2gh…(4)
联立以上各式既可求解.
你认为该同学的解答是否正确?如果认为正确,请求出结果;如果认为不正确,请说明理由并作出正确解答.
重心先匀加速上升,后匀减速上升,对加速和减速过程分别运用牛顿第二定律求解出加速度,并结合运动学公式列式求解. 【解析】 该同学解法错误,理由是:①重心加速上升过程中,受重力和支持力,合力等于支持力减去重力,根据牛顿第二定律,有F-mg=ma;②题目求解的是从蹬地开始重心上升的最大高度,而不是离开地面后上升的最大高度. 正确解法如下: 小明起跳蹬地过程中,受到地面弹力F作用,向上做匀加速运动.因为地面的弹力F与蹬地的力F⊃1;是作用力和反作用力,因此有:F=F⊃1;=1050N 根据牛顿第二定律,有:F-mg=ma,解得a=7.5m/s2; 经过t=0.4s跳离地面时的速度为:v=at=3m/s 起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则:v2=2gh 可求解出h=0.45m; 加速上升的高度为: 故小明从蹬地开始重心上升的最大高度为:H=h+h1=1.05m; 答:小明从蹬地开始重心上升的最大高度为1.05m.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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