Question

5．在北京奧運會上俄羅斯的撐桿跳“女沙皇”伊辛巴耶娃又繼續(xù)她的統(tǒng)治，她以5.05米成功衛(wèi)冕．右圖是伊辛巴耶娃在一次訓練跳時撐桿握點的運動軌跡．圖中相鄰兩條線之間的距離為17厘米，A點為起跳點，P點為離手點，F(xiàn)點為形變最大點．在起跳過程中，在F點和P點時伊辛巴耶娃的上升速度達到極小值，可視作為0．已知伊辛巴耶娃的質量是65千克．

（1）伊辛巴耶娃起跳到越過橫桿的過程中，有關能量的說法正確的是（忽略空氣阻力）D
A．她的動能一直減小
B．她的機械能一直增大
C．撐桿的彈性勢能先減小后增大
D．撐桿的彈性勢能先增大后減小
（2）若伊辛巴耶娃每只腳接觸地面的面積是175cm²，則伊辛巴耶娃站立時對地面的壓強是多少？
（3）當伊辛巴耶娃身體的重心從A點到P點重力勢能增加了多少？

Answer 1

分析 （1）桿跳高運動員起跳到越過橫桿的一系列的動作，包含了幾種能的轉化，要根據(jù)具體情況分析．
（2）據(jù)壓強的公式P=$\frac{F}{S}$計算壓強即可；
（3）據(jù)重力勢能與m和h有關計算即可得出結論．

解答 解：
（1）A、據(jù)圖可知，該過程中，人的速度先變小后變大，所以動能先變小后變大，故A錯誤；
B、由于該過程中不計空氣阻力，所以沒有機械能的損失，故機械能不變，故B錯誤．
CD、起跳后撐桿彎曲，桿發(fā)生了彈性形變，是動能轉化成了彈性勢能；撐桿將運動員向上彈起這一過程桿的彈性勢能轉化成了運動員的重力勢能．所以撐桿的彈性勢能先增大后減小，故D符合題意．
故選：D．
（2）人對地面的壓力是：F=G=mg=65kg×10N/kg=650N；
此時的接觸面積是：S=175cm²×2=350cm²=0.035m²，
故此時的壓強是：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{650N}{0.035{m}^{2}}$≈18571Pa；
（3）據(jù)圖可知，從A到P隔著14格，一格長度是17cm，所以此時上升的高度是：h=17cm×14=238cm=2.38m；
故此時增加的重力勢能是：E_P=mgh=65kg×10N/kg×2.38m=1547J；
故答案為：（1）D；（2）若伊辛巴耶娃每只腳接觸地面的面積是175cm²，則伊辛巴耶娃站立時對地面的壓強是18571Pa；（3）當伊辛巴耶娃身體的重心從A點到P點重力勢能增加了1547J；

點評 此題考查了能量轉化的判斷、壓強的計算和重力勢能的計算，是一道綜合題．