Question

【題目】劍橋大學物理學家海倫·杰爾斯基研究了各種自行車特技的物理學原理，并通過計算機模擬技術探尋特技動作的極限，設計了一個令人驚嘆不己的高難度動作——“愛因斯坦空翻”。現將“愛因斯坦空翻”模型簡化，如圖所示，自行車和運動員從M點由靜止出發，經MN圓弧，從N點豎直沖出后完成空翻。忽略自行車和運動員的大小，將自行車和運動員看做一個整體，二者的總質量為m，在空翻過程中，自行車和運動員在空中的時間為t，由M到N的過程中，克服摩擦力做功為W。空氣阻力忽略不計，重力加速度為g。下列說法正確的是（）

A. 自行車和運動員從N點上升的最大高度為

B. 自行車和運動員在MN圓弧的最低點處于失重狀態

C. 由M到N的過程中，自行車和運動員重力的沖量為零

D. 由M到N的過程中，運動員至少做功

Answer 1

【答案】D

【解析】

自行車和運動員在空中的時間為t，可知下降和上升的時間均為t，則自行車和運動員從N點上升的最大高度為，選項A錯誤；行車和運動員在MN圓弧的最低點時，加速度向上，處于超重狀態，選項B錯誤；由M到N的過程中，自行車和運動員重力的沖量為mgt＇（t＇為從M到N的時間），選項C錯誤；從M到P的過程，由動能定理：，解得，選項D正確。