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(xùn)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(zhì)量是65千克．

（1）伊辛巴耶娃起跳到越過橫桿的過程中，有關(guān)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(dāng)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(zhuǎn)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(guān)計算即可得出結(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(dāng)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(zhuǎn)化的判斷、壓強的計算和重力勢能的計算，是一道綜合題．