Question

跳高運(yùn)動員從地面起跳后上升到一定的高度，躍過橫桿后落下，為了避免對運(yùn)動員的傷害，在運(yùn)動員落下的地方設(shè)置一片沙坑.某運(yùn)動員質(zhì)量為60.0 kg，身高為1.84 m.運(yùn)動員從距地面高度為1.90 m的橫桿上落下，設(shè)運(yùn)動員開始下落的初速度為零，他的身體直立落地，雙腳在沙坑里陷下去的深度為10 cm，落地過程重心下落的高度為1.25 m.忽略他下落過程受到的空氣阻力.求：

（1）運(yùn)動員在接觸沙坑表面時的速度大小；

（2）沙坑對運(yùn)動員平均阻力的大小.（重力加速度g取10 m/s²）

Answer 1

（1）運(yùn)動員從高處落下到接觸沙坑表面的過程中，運(yùn)動員重心下落的高度h＝1.25 m，下落過程機(jī)械能守恒，即mgh＝mv²,解得運(yùn)動員落到地面的速度為v＝，代入數(shù)據(jù)解得v＝5.0 m/s.

（2）運(yùn)動員從下落到沙坑中停下，這個過程中初末動能都為零，重力做的功等于運(yùn)動員克服沙坑阻力F_f做的功，即mg（h+l）＝F_fl，得F_f=，代入數(shù)據(jù)解得：F_f＝8.1×10³ N.