Question

（10分）2008年8月11日下午14：30,第二十九屆奧運(yùn)會(huì)跳水比賽在“水立方”展開第二場角逐。在男子雙人十米臺(tái)決賽中，中國組合林躍/火亮優(yōu)勢明顯，最終以總分482.46分成功折桂，幫助中國隊(duì)奪得第七枚金牌。如圖甲是林躍/火亮在跳臺(tái)上騰空而起的英姿。中國組合林躍/火亮站在距水面10m高的跳臺(tái)跳板上的最邊緣端，他們的重心離跳板板面的高度大約為1m，當(dāng)他們騰空躍起后其重心離跳板板面最大高度為2m，下降到手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動(dòng)作，如圖乙所示，這時(shí)他們的重心離水面大約為1m。(g取10m/s²,保留三位有效數(shù)字)

   

(1)不計(jì)空氣阻力，試估算從躍起到手觸及水面的過程中運(yùn)動(dòng)員完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間多長；

(2)忽略運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水面過程中受力的變化，入水后，運(yùn)動(dòng)員的重心能下沉到離水面約2.2m處，試估算水對運(yùn)動(dòng)員的平均阻力約是運(yùn)動(dòng)員自身重力的幾倍。

Answer 1

解析：

本題重點(diǎn)考查將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為所學(xué)的物理模型，考查豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律及研究方法，動(dòng)能定理的應(yīng)用。

(1)運(yùn)動(dòng)員在空中的運(yùn)動(dòng)可等效為豎直上拋運(yùn)動(dòng)。

運(yùn)動(dòng)員從躍起升到最高處，重心升高了

這個(gè)過程可逆向看做自由落體運(yùn)動(dòng)，因此此過程歷時(shí)

運(yùn)動(dòng)員從最高處自由下落到手觸及水面的過程中下落的高度為　

這個(gè)過程歷時(shí)　　

故運(yùn)動(dòng)員要完成一系列動(dòng)作可利用的時(shí)間為　　

(2)運(yùn)動(dòng)員手觸及水面到她的重心下沉到離水面約2.2m處所經(jīng)歷的位移為

手觸及水面時(shí)瞬時(shí)速度為

因此，從手觸及水面到重心下沉2.2m的過程中，由動(dòng)能定理可得

故可得，因此