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质量为m的跳水运动员,从离水面高h的跳台上以速度v 1斜向上跳起,跳起的最大高度为H(离跳台),最后又以速度v 2进入水池中,不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功是 A. mg(H+h) B. C.

质量为m的跳水运动员,从离水面高h的跳台上以速度v 1斜向上跳起,跳起的最大高度为H(离跳台),最后又以速度v 2进入水池中,不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功是 A. mg(H+h) B. C. +mgh D. +mgh

要确定跳水运动员起跳时所做的功,需运用功能关系和机械能守恒定律分析。运动员起跳过程中,通过肌肉做功将生物能转化为机械能,此功等于其获得的初机械能(动能与势能之和)。由于起跳瞬间高度变化可忽略,初始势能为零(以跳台为参考面),故起跳功仅需考虑初动能。

关键分析步骤:

功能关系:人对自身做的功等于机械能的增加量。起跳前运动员静止,机械能为零;起跳后获得速度v1,初机械能即为初动能\(\frac{1}{2}mv_1^2\),因此起跳功\(W = \frac{1}{2}mv_1^2\)

机械能守恒应用:因不计空气阻力,从起跳至入水过程机械能守恒。以水面为参考面,起跳点高度为\(h\),入水时高度为0。根据守恒定律:

\(\text{起跳机械能} = \text{入水机械能}\)

即:

\(\frac{1}{2}mv_1^2 + mgh = \frac{1}{2}mv_2^2\)

解得初动能:

\(\frac{1}{2}mv_1^2 = \frac{1}{2}mv_2^2 - mgh\)

结论:起跳时所做的功等于初动能,即\(W = \frac{1}{2}mv_2^2 - mgh\)

选项匹配:

若题目选项中存在\(\frac{1}{2}mv_2^2 - mgh\)(如选项C或D,原格式可能因符号显示问题缺失),则为正确答案。选项A\(mg(H+h)\)仅表示势能,未考虑动能,不符合功能关系。

答案\(\boxed{C}\)(假设选项C为(\frac{1}{2}mv_2^2 - mg

成语首拼