一道关于"蹦床运动"的物理题

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/17 14:33:58
运动员在一张水平放置 的弹性网上上下蹦跳,将质量为50Kg的运动员视为质点,在竖直方向上蹦跳 的周期为3S,离弹簧网的最大高度为5m,则运动员与弹簧网接触期间弹簧网对运动员的平均弹力为( )N.
需要解答过程,多谢!~

运动员离弹簧网的最大高度为5m，可知
落网速度v=(2gs)^0.5=10m/s
运动员与弹簧网非接触期间：2×1=2s
则运动员与弹簧网接触期间10m/s→0m/s,需要0.5s
a=20m/s^2
N-mg=ma
N=1500N

首先明确平均弹力F的计算方法：平均弹力=总功/总位移
运动员在离开弹簧网的空中，机械能守恒，在最高点处的机械能是E0=mgh=50*10*5=2500焦耳（动能为零），因此在刚刚离开弹簧时总能量也为2500焦耳，这也是他单程接触弹簧网时的总能量。
从离开弹簧网到最高点位移5米，因此用时1秒，则单程接触弹簧网的时间为1.5-1=0.5秒
通过运动学原理可知，离开网瞬间速度为10米/秒，则可知单程在弹簧网上的总位移为2.5米
则总平均弹力和单程平均弹力相同，答案都是2500/2.5=1000牛