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如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处,另一端固定...

如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处,另一端固定在距地面几十米高处,然后从该高处自由跳下。某人做蹦极运动时,从起跳开始计时,他对弹性长绳的弹力F随时间t变化为如图所示的曲线。为研究方便,不计弹性长绳的重力,忽略跳跃者所受的空气阻力,并假设他仅在竖直方向运动,重力加速度g10m/s2。根据图中信息求:

(1)该跳跃者在此次跳跃过程中的最大加速度;

(2)该跳跃者所用弹性绳的原长;

(3)假设跳跃者的机械能都损耗于与弹性绳相互作用过程中。试估算,为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处,需要给他多大的初速度。

 

(1) 20m/s2 (2) 11.25m (3) 5.4m/s 【解析】 (1)由图象可知,运动员的重力 mg=500N, 弹性绳对跳跃者的最大弹力 Fm=1500N 对运动员受力分析,由牛顿第二定律得: 联立解得:运动员的最大加速度 (2)由图象可知,从起跳开始至弹性绳拉直所经时间为t1=1.5s 这一时间内跳跃者下落的距离即为弹性绳的原长,则其原长 (3)弹性绳第一次被拉直时跳跃者的速度 由图象可知,从弹性绳第一次恢复原长至再次被拉直所经时间为 弹性绳第二次被拉直时跳跃者的速度 第一次弹性绳绷紧损耗的机械能为 为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处,所需初速度为v0,则有 代入数据得: 。  
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(1)在图(a)所示的实验装置中,固定于小球下端、宽度为△s,且不透光的薄片J_________,传感器K的名称是__________

(2)在图(b)所示的图象中,表示小球的重力势能Ep、动能Ek、机械能E随小球距D点的高度h变化关系的图线分别是__________(按顺序填写相应图线所对应的文字)。

(3)根据图(b)所示的实验图象,可以得出的结论是______________________________

 

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