Question

跳高運動員從地面起跳后上升到一定的高度，躍過橫桿后落下，為了避免對運動員的傷害，在運動員落下的地方設置一片沙坑。某運動員質量為60.0kg，身高為1.84m。運動員從距地高度為1.90m的橫桿上落下，設運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10cm，落地過程重心下落 的高度為1.25m。忽略他下落過程受到的空氣阻力。求
（1）運動員在接觸沙坑表面時的速度大小；
（2）沙坑對運動員平均阻力的大小。（重力加速度g取10m/s²）

Answer 1

解：（1）運動員從高處落下到接觸沙坑表面的過程中，運動員重心下落的高度h=1.25 m，下落過程中機械能守恒，即， 解得運動員落到地面的速度為（2）運動員從下落到沙坑中停下，這個過程中初末動能都為零，重力做功等于運動員克服沙坑阻力f做功.即 ，得解得： f=8.1×10³N.