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如圖1所示,蹦極運動是一項非常刺激的娛樂項目.研究蹦極運動時,在運動員身上裝好傳感器,用于測量他在不同時刻下落的高度及速度.已知運動員及其所攜帶的全部設(shè)備的總質(zhì)量為m=60kg,彈性繩原長為l0=10m,運動員從蹦極臺無初速度下落到第一次到達(dá)最低點的過程中,其速度—位移圖像如圖2所示.不計空氣阻力,測得本地重力加速度g=9.8m/s2
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(1)運動員下落過程中速度最大時,其受力有什么特點?
(2)運動員下落速度最大時,繩的彈性勢能Ep為多大?
(3)對于運動員第一次到達(dá)最低點時繩的彈性勢能Ep′,小明和小麗的解法分別如下:
小明的解法:
當(dāng)運動員速度最大時,有mg=kΔl1
已知繩的原長l0=10m,由圖2知運動員速度最大時繩的形變量Δl1=15-10=5m
解得k=
mg
Δ
l
1
=
60
×
9
.
8
5
=117.6N/m
由圖2知,運動員第一次到達(dá)最低點時繩的形變量Δl2=25.5-10=15.5m
由彈性勢能的表達(dá)式Ep′=
1
2
k
Δ
l
2
2
=
1
2
×
117
.
6
×
15
.
5
2
1
.
4
×
1
0
4
J
小麗的解法:
運動員從離開蹦極平臺到第一次到達(dá)最低點的過程,由機械能守恒定律得mgl=Ep
Ep′=60×9.8×25.5≈1.5×104J
上面的兩種解法,數(shù)學(xué)運算都是正確的,但結(jié)果不同.你認(rèn)為誰的解法是正確的?對于另一位同學(xué)的解法,簡要說明出現(xiàn)錯誤的原因.

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:1難度:0.6
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