蹦极运动中能量和运动状态的变化
海安县胡集镇青萍初中 吴开纯
邮编226671
蹦极是一项极富刺激而惊险的体育运动，那么蹦极运动的过程中，机械能是怎样转换的，人的运动状态又是如何改变的呢？
要研究这个问题，首先让我们来明确几个点。
第一个点绳子的悬挂点O。
第二个点是弹性绳从高处自然下垂时的最低点A，此时绳长为L0，当绳长超过该长时，绳子被拉伸。由于此时运动员所受的重力与绳子的拉力相平衡，所以我们将该点叫做平衡点。
第三个点是系有运动员的弹性绳从高处自然下垂时，即最后运动员静止时绳子的下端点所处的位置B点。
第四个点是运动员在运动的过程中所能到达的最低点C。有了这四个点，我们的问题就便于讨论了。为了使问题简单化，我们首先假设运动员在运动的过程中空气阻力可以忽略不计
第一个过程，运动员从跳下到绳子的自然下垂点A。当运动员从高处跳下之后，到达A点之前，运动员的高度不断降低，重力势能不断减小，同时动能不断增大。在此过程中运动员的重力势能全部转化为运动员的动能。由于此时弹性绳子并没有被拉伸，所以运动员并
不受到绳子的拉力，在这一过程中运动员只受重力的作用，整个过程运动员向下作匀加速运动。
第二个过程，从绳子的自然下垂点A到受力平衡点B。当运动员从绳子的自由长度A继续向下运动时，此时绳子开始被拉伸，弹性绳子开始对运动员具有向上的拉力，且不断增大。但在起始阶段拉力小于重力，因而运动员此时仍然向下做加速运动，只是加速度在逐渐减小，这个过程一直会持续到B点，即挂在绳子下的运动员最后静止是时的位置。这个位置弹性绳对运动员的拉力等于重力，运动员受力平衡，我们将这个位置称作平衡位置。由以上分析可知，从A点到这个平衡位置，运动员的动能还是在不断增大，同时绳子的弹性势能也在增大，只是运动员的高度在降低，运动员的重力势能在减小。所以在这一过程中运动员的重力势能一部分转化为自身的动能，一部分转化为弹性绳的弹性势能。
由刚才的分析我们还知道，当运动员到达平衡位置B点时，运动员受到的合力为零，即运动员的加速过程宣告结束，所以到达平衡位置时运动员的速度达到最大。
第三个过程从受力平衡点B到最低点C。运动员从受力平衡点继续向下运动，绳子的弹力继续增大，且大于运动员的重力，此时运动员所受的合力转为向上，因而运动员向下做减速运动，且向下的加速度越来越大。既然运动员向下做减速运动，因此，运动员的动能在不断减小。而运动员的高度在不断降低，所以运动员的重力势能也在不
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解:,蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力方向向上,运动员的位移向下,弹性力对运动员做负功,弹性势能增加.故正确.
,蹦极绳恰好张直时,绳子的弹力为零,加速度方向向下,运动员仍做加速运动.故错误.
,以运动员,地球和蹦极绳所组成的系统,只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒.故正确.
,重力势能的改变与重力做功有关,取决于初末位置的高度差,与重力势能零点的选取无关.故错误.故选.
本题类似于小球掉在弹簧上的类型.重力与弹力特点相似,这两种力做正功时,势能减小,做负功时,势能增加.
4229@@3@@@@机械能守恒定律@@@@@@283@@Physics@@Senior@@$283@@2@@@@机械能@@@@@@56@@Physics@@Senior@@$56@@1@@@@力学@@@@@@8@@Physics@@Senior@@$8@@0@@@@高中物理@@@@@@-1@@Physics@@Senior@@
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)A、蹦极绳张直后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增大B、蹦极绳恰好张直时,运动员动能最大C、蹦极过程中,运动员,地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D、蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关扫二维码下载作业帮
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