问题
选择题
“在某次蹦极中,弹性绳弹力F的大小随时间t的变化图象如图所示,其中、
时刻图线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,空气阻力不计。下列说法正确的是
A.t1~t2时间内运动员处于超重状态
B.t2~t4时间内运动员的机械能先增大后减小
C.t3时刻运动员的加速度为零
D.t4时刻运动员具有向上的最大速度
答案
答案:D
题目分析:蹦极的人先做自由落体运动,当t1时刻是绳子绷紧瞬间,当绳子绷紧后,弹簧弹力逐渐增加但是重力大于弹力,加速度向下,且加速度逐渐减小,物体处于失重,当弹力等于重力,加速度为零,速度最大。此后继续向下,弹力大于重力,加速度大小为
,加速度向上,加速度逐渐变大,当加速度最大时,速度为零,物体处于超重。此后人向上运动,加速度大小为
,加速度向上且逐渐变小,速度变大,物体又处于超重状态。根据以上分析 t1~t2时间内运动员先处于失重后处于超重状态,A错。t2~t4时间内弹簧形变先变大后变小,即弹性势能先增加后减少,所以运动员的机械能先减少后增大,B错误。t3时刻运动员在最低处,但加速度不为零,C错。T4时刻应该是最大向上速度,所以D正确
故选D
点评:本题通过牛顿第二定律分析加速度,并结合加速度与速度之间的关系判断物体所处的状态。本题过程较多,复杂,但对考查学生手里分析基本功而言是到不错的好题。