(15分) 2008年2月22日,2008年跳水世界杯在“水立方”展开第四日角逐。在男子双人十米台决赛中,中国组合林跃/火亮优势明显,最终以总分482.46分成功折桂,帮助中国队夺得第五枚金牌。如图16甲是林跃/火亮在跳台上腾空而起的英姿。中国组合林跃/火亮站在距水面10m高的跳台跳板上的最边缘端,他们的重心离跳板板面的高度大约为1m,当他们腾空跃起后其重心离跳板板面最大高度为2m,下降到手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图16乙所示,这时他们的重心离水面大约为1m。(g取10m/s2,保留三位有效数字)
(1)请问运动员在空中是依靠什么力来完成各种难度较大动作的?这些力相互作用力对运动员的整体运动过程有影响吗?为什么?请试探究性回答;
(2)不计空气阻力,试估算从跃起到手触及水面的过程中运动员完成一系列动作可利用的时间多长;
(3)忽略运动员进入水面过程中受力的变化,入水后,运动员的重心能下沉到离水面约2.2m处,试估算水对运动员的平均阻力约是运动员自身重力的几倍。
如图8-8-10所示,两块大小不同、质量分别为M和m的圆形薄板(厚度不计),半径分别为R和r,M=3m,两板之间用一根长为L="0.40" m的轻绳相连接.开始时,两板水平放置并叠合在一起处于静止状态,在其正下方0.80 m处有一固定支架C,支架上有一半径为R′(r<R′<R)的圆孔,圆孔与两薄板中心均在圆孔中心轴线上.今使两板一起自由下落,空气阻力不计,大板与支架C发生没有机械能损失的弹性碰撞,碰撞后两板即分离,直到轻绳绷紧,在轻绳绷紧的瞬间,两板便获得共同速度,g取10 m/s2.试求这个共同速度的大小.
质量为0.4 kg的小球沿光滑水平面以5 m/s的速度冲向墙壁,又以4 m/s 的速度被反向弹回(如图8-8-8),球跟墙的作用时间为0.05 s,求:
图8-8-8
(1)小球动量的增量;
(2)球受到的平均冲力.
如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的.一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与静止在O点质量为m的小物块A连结,弹簧处于原长状态.
质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),运动到D点时撤去外力F.已知CO=4s,OD=s.求撤去外力后:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)物块B最终离O点的距离.
一质量为6×103 kg的火箭从地面竖直向上发射,若火箭喷射燃料气体的速率(相对于火箭)为103 m/s,求:
(1)每秒钟喷出多少气体才能有克服火箭重力所需的推力?
(2)每秒钟喷出多少气体才能使火箭在开始时有20 m/s2的加速度?(取g="10" m/s2)
如图8-8-9所示,在光滑的水平面上有并列放置的木块A和B,质量分别为mA="500" g、mB="300" g.有一个质量mC="80" g的小铜块(可视为质点)以v0="25" m/s的水平速度开始在A表面上滑动,由于C与A、B的上表面之间有摩擦,铜块C最后停留在B上,B和C一起以v="2.5" m/s的速度共同前进.求:
(1)木块A最后的速度vA′;
(2)铜块C在离开木块A时的速度vC′.