2020版物理新高考(鲁京津琼)复习讲义:第三章 牛顿运动定律 专题突破1 Word版含答案
2020版物理新高考(鲁京津琼)复习讲义:第三章 牛顿运动定律 专题突破1 Word版含答案第3页

【例3】 (2019·北京东城区模拟)如图3甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景。设这个蹦床运动员仅在竖直方向上运动,运动员的脚在接触蹦床过程中,蹦床对运动员的弹力F随时间t的变化规律通过传感器用计算机绘制出来,如图乙所示。取g=10 m/s2,根据F-t图象分析求解:

图3

(1)运动员的质量;

(2)运动员在运动过程中的最大加速度;

(3)在不计空气阻力情况下,运动员重心离开蹦床上升的最大高度。

解析 (1)由图象可知运动员所受重力为500 N,设运动员质量为m,

则m==50 kg

(2)由图象可知蹦床对运动员的最大弹力为Fm=2 500 N,设运动员的最大加速度为am,

则Fm-mg=mam

得出am== m/s2=40 m/s2

(3)由图象可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动,离开蹦床的时刻为6.8 s或

9.4 s,再下落到蹦床上的时刻为8.4 s 或11 s,它们的时间间隔均为1.6 s,根据竖直上抛运动的对称性,可知其自由下落的时间为t=0.8 s

(4)设运动员上升的最大高度为H,则H=gt2=×10×0.82 m=3.2 m

答案 (1)50 kg (2)40 m/s2 (3)3.2 m

解决图象综合问题的关键

图象反映了两个变量之间的函数关系,必要时需要根据物理规律进行推导,得到函数关系后结合图线的斜率、截距、面积、交点坐标、拐点的物理意义对图象及运动过程进行分析。