Question

跳高是體育課常進行的一項運動，小明同學身高1.70 m，質(zhì)量為60 kg，在一次跳高測試中，他先彎曲兩腿向下蹲，再用力蹬地起跳，從蹬地開始經(jīng)0.40 s豎直跳離地面。假設(shè)他蹬地的力恒為1 050 N，其重心上升可視為勻變速直線運動。求小明從蹬地開始到最大高度過程中機械能的增加量。（不計空氣阻力，g取10 m/s²）

某同學進行如下計算：

小明起跳蹬地過程中,受到地的彈力F作用,向上做勻加速直線運動,因為地面的彈力與蹬地的力F′是作用力和反作用力,因此有

F=F′=1 050 N                                                                 ①

根據(jù)牛頓第二定律F=ma                                                       ②

經(jīng)0.40 s跳離地面時的速度v=at                                                 ③

起跳后人做豎直上拋運動,設(shè)上升的最大高度為h,則v²=2gh                         ④

在最高點,動能為零,機械能的增加量為ΔE=ΔE_p=mgh

聯(lián)立以上各式即可求解。你認為該同學的解答是否正確?如果認為正確,請求出結(jié)果;如果認為不正確,請說明理由,并作出正確解答。

Answer 1

解：不正確，小明起跳時的加速度計算錯了。

F-mg=ma

a=(F-mg)/m=(1 050-600)/60 m/s²=7.5 m/s²

起跳離地前，重心升高

h=×7.5×0.4² m=0.6 m

外力對小明做的功就是小明機械能的增加量

ΔE=Fh=1 050×0.6 J=630 J。

考查牛頓運動定律，功能關(guān)系。