Question

【題目】跳水運動是我國體育運動的強項之一，其中高臺跳水項目要求運動員從距離水面10m的高臺上跳下，在完成空中動作后進入水中。如圖，質(zhì)量為50kg的運動員起跳瞬間重心離高臺臺面的高度為1m，斜向上跳離高臺的瞬時速度大小為3m/s，跳至最高點時重心離臺面的高度為1.3m，入水（手剛觸及水面）時重心離水面的高度為1m，圖中虛線為運動員重心的運動軌跡，不計空氣阻力。求：

（1）運動員起跳瞬間具有的重力勢能；

（2）從跳離高臺瞬間到跳至最高點的過程中，運動員克服重力做的功；

（3）運動員在最高點時的速度是否為0？請說明判斷理由；

（4）計算運動員入水時的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）不為零，因為水平方向分速度不為零；（4）.

【解析】

（1）以水面為零勢能面，運動員在起跳瞬間重心相對于水面的高度為：

h=10m+1m=11m

運動員起跳瞬間具有的重力勢能為：

（2）從跳離高臺瞬間到跳至最高點的過程中，運動員重心上升的高度為：

運動員克服重力做的功為：

（3）運動員在最高點時的速度不為零，運動員做的是斜拋運動，在最高點時，豎直分速度為零，但是水平分速度不為零，所以最高點時的合速度不為零。

（4）從起跳到入水過程中，根據(jù)動能定理得：

其中h=10m，代入數(shù)據(jù)得：