Question

我国优秀跳水运动员曾多次获得跳水的世界冠军，为祖国赢得了荣誉。国家队某运动员在一次10m跳台的跳水比赛中，从跳台上跳起到达最高点时，他的重心离跳台台面的高度为1.5m，在下落过程中他要做一系列动作，当下落到伸直双臂手触及水面时还要做一个翻掌压水花的动作，当手接触水面时他的重心离水面的距离是1.0m。他触水后由于水对他的阻力作用（这个阻力包括浮力和由于运动而受到的水的阻碍作用），他将做减速运动，其重心下沉的最大深度离水面4.5m。不计空气阻力，g取10m／s²。

（1）估算他在下落过程中可用完成一系列动作的时间为多少？

（2）运动员触水后到他停止下沉的过程中，所受的阻力是变力，为计算方便我们可以用平均阻力表示他所受到的阻力。估算水对他的平均阻力约是他自身所受重力的多少倍？

Answer

（1）1.4s（2）2.9

【解析】

试题分析：（1）这段时间人重心下降高度为h=10m+1.5m-1m=10.5m，设空中动作可利用的时间为t，则有：

h=gt2

得：

（2）运动员重心入水前下降高度 h=10.5m，从接触水到水中最大深度重心下降的高度为：h′=1m+4.5m=5.5m．

根据动能定理有：mg（h+h′）-fh′=0，

得：

即水对他的平均阻力约是他自身所受重力的2.9倍．

考点：自由落体运动；动能定理

【名师点睛】此题考查了自由落体运动以及动能定理的应用问题；解决本题关键是掌握自由落体运动的规律和动能定理的应用方法，并能灵活选择研究的过程，要注意研究重心下降的高度，这一点容易出错；此题意在考查学生灵活运用物理规律的能力。