如图1蹦极是一项非常刺激的户外活动,跳跃者站在约40米以上高度的位置,用橡皮绳固定住后跳下,落地前弹起,反复弹起落下,重复多次直到静止.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图2所示,重力加速度为g.据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )A. gB. 2gC. 3gD. 4g
问题描述:
如图1蹦极是一项非常刺激的户外活动,跳跃者站在约40米以上高度的位置,用橡皮绳固定住后跳下,落地前弹起,反复弹起落下,重复多次直到静止.某人做蹦极运动,所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图2所示,重力加速度为g.据图可知,此人在蹦极过程中最大加速度约为( )
A. g
B. 2g
C. 3g
D. 4g
答
人落下后,做阻尼振动,振动幅度越来越小,最后静止不动,结合拉力与时间关系图象可以知道,人的重力等于0.6F0,而最大拉力为1.8F0
即:0.6F0=mg…①
Fm=1.8F0 …②
结合牛顿第二定律,有:
F-mg=ma…③
当拉力最大时,加速度最大,因而有:
1.8F0-mg=mam…④
由①④两式解得:am=2g
故选:B
答案解析:图象中拉力的变化幅度越来越小,说明拉力逐渐趋向与一个定值,而联系人的实际振动幅度越来越小,最后静止不动,说明了重力等于0.6F0,而最大拉力为1.8F0,故结合牛顿第二定律可以求出最大加速度.
考试点:牛顿第二定律.
知识点:本题用图象描述了生活中一项体育运动的情景.解答本题,必须从图象中提取两个重要信息:一是此人的重力,二是蹦极过程中处于最大加速度位置时人所受弹性绳的拉力.要获得这两个信息,需要在图象形状与蹦极情境之间进行转化:能从图象振幅越来越小的趋势中读出绳的拉力从而判断人的重力;能从图象第一个“波峰”纵坐标的最大值想象这就是人体位于最低点时弹性绳的最大拉力.要完成这两个转化,前提之一,是对F-t图象有正确的理解;前提之二,是应具有把图象转化为情景的意识.