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2022年北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺比賽中,中國隊運動員谷愛凌力壓世界排名第一的選手,最后一跳以向左偏軸轉體1620°的動作完美逆轉(如圖1),獲得個人首金。大跳臺比賽比賽場地分為助滑區(qū)、起跳臺、著陸坡和終點區(qū)域四個部分。圖2是某技術公司對谷愛凌奪冠一跳的“高度-時間”分析。已知谷愛凌及身上的裝置總質量為m=65kg。根據這些信息回答下述問題
(1)不考慮運動員轉體的動作,將運動員看作質點。
a、設助滑出發(fā)區(qū)距地面高度為h1,運動員從靜止出發(fā),從起跳臺起跳后能達到的最大高度距地面為h2,不計人體能量的消耗、不計一切摩擦,求運動員在最高點的速度大小v(用字母表示);
b、請你根據圖2中的信息,估算v大??;
c、運動員落到著陸坡時,垂直坡面方向的速度在極短時間內減為0,因此運動員要承受極大的沖擊力。設運動員在最高點速度約為v=20m/s,落到著陸坡時的速度方向與水平成α=45°,著陸坡的傾角θ=36°,雪板與坡面經大約Δt=0.05s的撞擊時間后繼續(xù)滑行。請根據以上條件估算運動員受到的沖擊力。(保留1位有效數字)(可能會用到數據:sin36°=0.59,cos36°=0.81,sin9°=0.16,sin81°=0.99)(提示,先寫表達式,再代數)。
(2)考慮運動員的轉體動作。
a、若谷愛凌在空中騰空的時間約為3s,在空中轉動的角速度幾乎不變,求她在空中轉動的角速度大??;
b、物體轉動動能可以理解為各部分繞軸轉動的動能之和。已知物體轉動的慣性用物理量I來描述,它的名稱為“轉動慣量”,物體轉動的快慢用角速度ω描述。請類比質點動能表達式
E
k
=
1
2
m
v
2
,寫出物體轉動動能表達式;
c、若將谷愛凌在空中轉動,理想化為一個半徑約為0.20m的圓柱體的轉動,已知圓柱體的轉動慣量為
I
=
1
2
m
R
2
(m為圓柱體質量,R為圓柱體半徑),并假設谷愛凌在沖出跳臺的瞬間(約0.02s)內獲得足夠的角速度,請問她瞬間轉體爆發(fā)的功率大約多大?(保留1位有效數字)。
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【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:67引用:3難度:0.6
相似題
  • 菁優(yōu)網1.汽車碰撞實驗是汽車設計過程中重要的一環(huán),某次碰撞實驗中,汽車A中有一個質量為50kg的假人甲,開車時系上了安全帶,人和車的總質量m1=1500kg,初速度v1=72km/h,汽車B中有一個質量為50kg的假人乙,沒有系安全帶,人和車的總質量m2=2000kg,初速度v2=36km/h,兩輛車相向運動,發(fā)生正碰,碰撞時間為0.05s,甲與安全帶的作用時間為0.2s,與汽車B的作用時間為0.06s。已知人的死亡加速度為500g,重力加速度g=10m/s2,下列說法正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/31 8:0:1組卷:66引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網2.[選做題]本題包括A、B、C三小題,請選定其中兩題,并在相應的答題區(qū)域內作答。若三題都做,則按A、B兩題評分。
    A.(模塊3-3)
    (1)下列說法正確的是

    A.當氣體被壓縮時,分子間距離變小,表現為斥力,所以必需用力才能壓縮
    B.液晶并不是晶體,但具有晶體一樣的光學各向異性
    C.迅速壓縮氣體時,氣體溫度一定升高
    D.一滴油酸酒精溶液體積為V,在水面上形成的單分子油膜的面積為S,則油酸分子的直徑
    d
    =
    V
    S

    (2)(4分)已知鐵的摩爾質量為M,密度為ρ,阿伏加德羅常數為N0.試求一塊邊長為d的正方形鐵塊中含有鐵原子的個數為
    。
    (3)如圖甲所示,筒形絕熱氣缸平放在水平面上,用絕熱的活塞封閉一部分氣體?;钊臋M截面積為S,質量為m,外界大氣壓強恒為P0.活塞與氣缸之間無摩擦且不漏氣,氣缸內有一個電阻絲可以給氣體加熱。現把氣缸立起來,如圖乙所示,發(fā)現活塞下降距離為h,則立起后氣缸內氣體分子勢能
    (填“變大”、“變小”或“不變”);當電阻絲通電后產生的熱量為Q時,活塞剛好回到原來的位置處于平衡,則在此過程中,氣體內能增加了
    。(用題中已知物理量符號表示)
    B.(模塊3-4)
    (1)下列說法正確的是:

    A.全息照相利用了光的偏振原理
    B.亮度相同的紫光與紅光不會發(fā)生干涉現象
    C.X射線的比紫外線更容易發(fā)生干涉現象
    D.地面上的人發(fā)現,坐在高速離開地球的火箭里的人新陳代謝變慢了,而火箭里的人發(fā)現地面上的人新陳代謝也變慢了。
    (2)(4分)有一束復色光中含有兩種單色光,在真空中a光的波長大于b光的波長。若讓此復色光通過半圓形玻璃磚,經過圓心O射向空氣,則下列四個光路圖中符合實際情況的有:

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    (3)一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,在t=0時刻波剛好傳播到x=6m處的質點A,如圖所示,已知波的傳播速度為48m/s。請回答下列問題:
    ①從圖示時刻起再經過
    s,質點B第一次處于波峰;
    ②寫出從圖示時刻起質點A的振動方程:
    。
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    C.(模塊3-5)(1)下列說法正確的有

    A.單色光從光密介質進入光疏介質,光子的能量不變
    B.貝克勒爾發(fā)現了鈾和含鈾礦物的天然放射現象,從而揭示出原子核具有復雜結構
    C.當氫原子核外電子從第3能級躍遷到第4能級時,氫原子一定吸收能量,電子的動能增大
    D.在光電效應實驗中,入射光強度越強,產生的光電子初動能就越大
    (2)先完成下列核反應方程,再回答題。
    27
    13
    Al+
    4
    2
    He→
    30
    14
    Si+
    1
    0
    n+

    該核反應所屬核反應類型是

    A.衰變            B.人工轉變            C.裂變
    (3)光滑水平面上一個質量為0.2kg的小球A,以3m/s的速度與另一個質量為0.4kg的靜止小球B發(fā)生正碰,碰后小球A的速度大小變?yōu)?m/s,與原來速度方向相反,則在碰撞過程中,小球A的動量變化大小為
    kg?m/s,碰后小球B的速度大小為
    m/s。

    發(fā)布:2024/11/1 8:0:2組卷:33引用:1難度:0.5
  • 菁優(yōu)網3.如圖所示,勁度系數k=100N/m的彈簧一端固定于地面上,另一端連接絕緣物體A,物體B置于A上不粘連,A不帶電,B的帶電量q=+10-4C,A,B質量均為2kg且都可看作質點,整個裝置處于靜止狀態(tài)。物體B正上方有一帶圓孔的擋板,質量為4kg的不帶電絕緣物體C放于圓孔上方不掉落,現在擋板與地面之間加上方向豎直向上、大小E=2×105N/C的勻強電場使A、B開始運動,A、B分離時,A在某裝置作用下迅速在該位置處于靜止狀態(tài),以后此裝置不再對A作用;A、B分離后,B向上運動并與C發(fā)生碰撞,且以后每次碰撞前,C均已靜止在圓孔上方,已知彈簧的彈性勢能Ep=
    1
    2
    kx2(x為彈簧的形變量),重力加速度g=10m/s2,B與A、C碰撞時均為彈性碰撞且沒有電荷轉移。求:
    (1)A、B兩物體從開始運動到分離時上升的高度h;
    (2)A、B第一次碰撞后物體A向下運動的最大距離s1;
    (3)從A、B第一次碰撞開始,A物體運動的總路程s。

    發(fā)布:2024/11/1 23:0:1組卷:218引用:5難度:0.3
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