1.閱讀短文。
水花“消失”術(shù)據(jù)央視報道,2023年世界泳聯(lián)跳水世界杯蒙特利爾站較量,女子單人十米臺焦點對夫,全紅嬋一路領(lǐng)先,比賽中五個動作拿到四個單輪第一,207C更是拿到滿分99分,最終以458.20分力壓陳蘋汐奪冠,成為本站比賽雙冠王。
最令網(wǎng)友驚嘆的是她掌握的“水花消失術(shù)”,被調(diào)侃“物理學(xué)在中國跳水隊上不適用”。一般情況下,運動員入水的速度越快,濺起的水花越高,水花大小還與運動員身體體積大小、運動員與水面的接觸面積成正比。那么問題來了,跳水運動員是如何減少與水面接觸面積。實現(xiàn)水花最小化的呢?這與跳水的姿勢有直接關(guān)聯(lián)。
首先,這是固體與液體碰撞的問題,涉及流體力學(xué)的知識。當(dāng)楔形物體入水時,水受到壓力的方向是垂直接觸面向下,由于水不可壓縮,受壓的水體會向阻力最小的方向運動,即楔形物體與水接觸的斜面方向,受到撞擊的水體會躍出水面,出現(xiàn)水花。而方形物體與水面碰撞時,受到撞擊的水體主要進(jìn)行橫向運動,在四周的水壓力下,無法躍出水面。入水時,運動員會一只手手掌放平,另一只手抓住手背、這樣能保持身體穩(wěn)定的同時,減少身體與水接觸的面積。雙手合十雖然會減少手掌與水面的接觸,但是會使手臂彎曲,增大整個身體的入水面積,使身體軀干不穩(wěn),后緣動作發(fā)飄,受壓的水會躍出水面。一個合格的壓水花動作,包含以下要點:
1由于跳水重力是身體體重的3-5倍,跳水時雙腿一定要夾緊。在入水的過程中,軀干要繃緊繃直,身上的每一塊肌肉都要發(fā)力,如果沒有繃緊,入水時所受到的沖擊,會推動身體部位發(fā)生偏離,產(chǎn)生較大的水花。
2即使在空中旋轉(zhuǎn)跳躍,閉著眼做了N個高難度翻轉(zhuǎn),也要找準(zhǔn)時機(jī)。打開身體增加轉(zhuǎn)動慣量,及時剎住旋轉(zhuǎn),收緊鑼部,繃直雙腿,讓身體跟水面呈90度角。
3入水時,手臂需要夾緊頭部并靠近耳朵,手臂必須要在正中間,靠前或靠后入水,軀干的穩(wěn)定性降低,在入水時,水壓會讓身體變成拱型。需要強(qiáng)調(diào)的一點,零水花標(biāo)準(zhǔn)不是一點水花都沒有,而是水花很小,很快就能消散。
回答下列問題。
(1)下列哪個做法會減少入水時濺出水花的大小
;
A、水時全身肌肉放松
B.入水時身體保持豎直
C.兩臂張開呈水平狀態(tài)
D.增大入水時的速度
(2)楔形物體和方形物體入水時,由于對水的壓力方向不同,會造成水的運動方向不同,根據(jù)短文內(nèi)容分析,平掌入水濺起的水花要
(選填“大于”、“小于”或“等于”)雙手合十入水的水花;
(3)圖3是跳水運動員從踏上跳板到入水前的動作連拍鏡頭,請回答下列不同階的物理問題。
①圖A中,運動員在水平跳板上向前行走,后腳受到的摩擦力方向是
(選填“水平向前”或“水平向后”);
②圖B中,彎曲的跳板把運動員向上彈起,跳板的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運動員的
能和
能;
③圖D中,運動員受到的重力方向是
;
④C-D-H的過程中,運動員動能和勢能變化情況正確的是
。
A.重力勢能一直增大
B.動能一直增大
C.動能先增大后減小
D.重力勢能先增大后減小