问题 计算题

“蹦床”已成为奥运会的比赛项目。质量为m的运动员从床垫正上方h1高处自由落下,落垫后反弹的高度为h2,设运动员每次与床垫接触的时间为t,求在运动员与床垫接触的时间内运动员对床垫的平均作用力。(空气阻力不计,重力加速度为g)

某同学给出了如下的解答:

        设在时间t内,床垫对运动员的平均作用力大小为F,运动员刚接触床垫时的速率为v1,刚离开床垫时的速率为v2,则由动量定理可知 

         ① 

         ②

        由机械能守恒定律分别有 

         ③ 

         ④ 

        由①②③④式联立可得

该同学解答过程是否正确?若不正确,请指出该同学解答过程中所有的不妥之处,并加以改正。

答案

解:此同学解答有如下错误:

(1)原解法中②式中未注意动量的矢量性

      正确的表达式为:规定竖直向上方向为正,

(2)①式中冲量应为合外力的冲量,即垫对运动员的作用力和重力的合力冲量

      正确的表达式为: 

                                                                   

(3)题中所求F为床垫对运动员的作用力,而题要求运动员对床垫的作用力

      正确的表述为:由牛顿第三定律可得

      运动员对床垫的作用力大小:

(4)未说明运动员对床垫作用力的方向,应给出“运动员对床垫作用力的方向竖直向下”

单项选择题
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