法国人劳伦特•菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演,他从30m高的塔上跳下准确地落入水池中.已知水对他的阻力(包括浮力)是他的重力的3.5倍,他在空中时空气对他的阻力是他的重力的0.2倍.试计算需要准备一个至少多深的水池?(g=10m/s2)

问题描述:

法国人劳伦特•菲舍尔在澳大利亚伯斯的冒险世界进行了超高空特技跳水表演,他从30m高的塔上跳下准确地落入水池中.已知水对他的阻力(包括浮力)是他的重力的3.5倍,他在空中时空气对他的阻力是他的重力的0.2倍.试计算需要准备一个至少多深的水池?(g=10m/s2

设伯斯的重力为mg,塔高为H,水池深度为h.根据动能定理得:
  mg(H+h)-0.2mgH-3.5mgh=0
代入解得:h=9.6m
答:需要准备一个至少为9.6m深的水池.
答案解析:取伯斯从开始跳下到落到水池的最深处整个过程研究,有重力做正功,空气阻力和水的阻力做负功,整个过程动能的变化量为零,根据动能定理求解水池的深度.
考试点:动能定理的应用.


知识点:动能定理应用时要灵活选择研究的过程,往往有两种方法:一是分段法,二是全程法.