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如图所示,质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v=5m/s...

如图所示,质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v=5m/s的速度斜向上起跳,最终落入水中.若忽略运动员的身高.取g=10m/s2,求:
(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面);
(2)运动员起跳时的动能;
(3)运动员入水时的速度大小.

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(1)由重力势能的定义式可以求得; (2)由动能的公式可以求得运动员起跳时的动能; (3)根据机械能守恒可以求得运动员入水时的速度大小. 【解析】 (1)取水面为参考平面, 人的重力势能是 Ep=mgh=5000J; (2)由动能的公式得 Ek==625J; (3)在整个过程中,只有重力做功,机械能守恒, 由, 解得v=15m/s, 答: (1)运动员在跳台上时具有的重力势能是5000J; (2)运动员起跳时的动能是625J; (3)运动员入水时的速度大小是15m/s.
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考点分析:
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(2)具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是    (填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=   
(3)若v2-h图线满足条件    ,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒. 查看答案
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B.弹簧的弹性势能先减小后增大
C.弹簧的弹性势能变化了mgh
D.弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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