高中物理自由振动和受迫振动计算题

我国优秀跳水运动员曾多次获得跳水的世界冠军，为祖国赢得了荣誉。国家队某运动员在一次10m跳台的跳水比赛中，从跳台上跳起到达最高点时，他的重心离跳台台面的高度为1.5m，在下落过程中他要做一系列动作，当下落到伸直双臂手触及水面时还要做一个翻掌压水花的动作，当手接触水面时他的重心离水面的距离是1.0m。他触水后由于水对他的阻力作用（这个阻力包括浮力和由于运动而受到的水的阻碍作用），他将做减速运动，其重心下沉的最大深度离水面4.5m。不计空气阻力，g取10m／s²。

（1）估算他在下落过程中可用完成一系列动作的时间为多少？
（2）运动员触水后到他停止下沉的过程中，所受的阻力是变力，为计算方便我们可以用平均阻力表示他所受到的阻力。估算水对他的平均阻力约是他自身所受重力的多少倍？

跳伞运动员做低空跳伞表演，他离开飞机后先做自由落体运动，当距地面125 m时打开降落伞，开伞后运动员以大小为14.30 m/s²的加速度做匀减速运动，到达地面时的速度为5 m/s，求：
(1)运动员离开飞机瞬间距地面的高度；
(2)离开飞机后，经多长时间到达地面。(g取10m/s²)

跳伞运动员从350m的高空离开直升机，自由下落一段距离后才打开降落伞，设开伞后以2 m/s²的加速度匀减速下降，到达地面的速度为4 m/s，求他下落的总时间及自由下落的距离．(g取10 m/s²)

质量为60kg的人，不慎从20m的空中支架上跌落，由于弹性安全带的保护，使他悬在空中，己知安全带长为5m，其缓冲时间是1.2s，则安全带受到的平均冲力大小是多少？（不考虑空气阻力，g＝10m/s²）

一个物体从某一高度做自由落体运动，已知它最后1 s内的位移恰为它第2 s内位移的3倍(已知物体运动的时间大于2 s)，g取10 m/s²，则它开始下落时距地面的高度为多少？

某地“欢乐谷”大型的游乐性主题公园，园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”．让人体验短暂的“完全失重”，非常刺激．参加游戏的游客被安全带固定在座椅上，由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处，然后由静止释放．为研究方便，认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2s后，开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动，且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零．然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落，将游客送回地面．（取g=10m/s²）

求：（1）座椅在自由下落结束时刻的速度是多大？
（2）在匀减速阶段，座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍？

某电视剧制作中心要拍摄一特技动作，要求特技演员从某大楼顶自由下落到行驶的汽车上，下落h时经过点P，此时从距地面高为H的Q点无初速度释放小物体，结果小物体和演员同时落在汽车上，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
（1）P和Q中，哪一点位置高；
（2）PQ间的高度差．

比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹．如图所示，已知斜塔第一层离地面的高度h₁=6.8m，为了测量塔的总高度，在塔顶无初速度释放一个小球，小球经过第一层到达地面的时间t₁=0.2s，重力加速度g取10m/s²，不计空气阻力．
（1）求斜塔离地面的总高度h；
（2）求小球从塔顶落到地面过程中的平均速度．

如图所示，直杆长L₁=0.5m，圆筒高为L₂=2.5m．直杆位于圆筒正上方H=1m处．直杆从静止开始做自由落体运动，并能竖直穿越圆筒．试求：（取g=10m/s²，=2.24）

（1）直杆下端刚好开始进入圆筒时的瞬时速度v₁
（2）直杆从开始下落到其下端刚好进入圆筒时所用的时间t₁
（3）直杆穿越圆筒所用的时间t．

如图所示，质量为m的小球自由下落d后，沿竖直面内的固定轨道ABC运动，AB是半径为d的光滑圆弧，BC是直径为d的粗糙半圆弧(B是轨道的最低点)。小球恰好能运动到C点。求：

(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小；
(2)小球在BC上运动过程中，摩擦力对小球做的功。(重力加速度为g)

如下图所示，离地面足够高处有一竖直的空心管，质量为2kg，管长为24m，M、N为空心管的上、下两端，空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用，由静止开始竖直向下做匀加速运动，同时在M处有一个大小不计的小球沿管的轴线做竖直上抛运动，取g＝10m/s²。若小球上抛的初速度为10m/s，试问：

（1）经过多少秒小球从管的N端穿出。
（2）若此空心管的N端距离地面高为64m，欲使在空心管到达地面时小球刚好进入管内，在其他条件不变的前提下，则小球初速度大小应为多大？

如图所示，竖直平面内有一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m=0.50kg的小球从B点正上方H高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离x=2.4m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m，取g=10m/s²，不计空气阻力，求：

（1）小球释放点到B点的高度H
（2）经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小F_N．

从离地面高180m的高空自由下落一个小球，取g=10m/s²．
求：（1）经过多长时间落到地面；
（2）落地时的速度是多少？
（3）从开始下落时刻起，在最后2s内的位移？

在一次低空跳伞演练中,当直升机悬停在离地面224m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动。运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5 m/s²的加速度匀减速下降。为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s。（g取9.8m/s²）求：

（1）伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
（2）伞兵在空中运动的最短时间为多少?

如图所示，光滑水平面上固定一辆质量M=5kg的小车，顶端用一根长L=0.45m的不可伸长细绳拴住一小球，小球的质量m=0.2kg，小球被拉到水平位置无初速度自由释放，当小球和车接触的瞬间，突然解除小车的固定并给小车一向右的速度v₀=0.64m/s，小球和车碰撞过程有机械能损失，g取10m/s²，求：

i.小车最终的速度：
ii.全过程中小球损失的机械能。