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（10分）跳高是體育課常進行的一項運動。小明同學(xué)身高1.70 m，質(zhì)量為60 kg，在一次跳高測試中，他先彎曲兩腿向下蹲，再用力蹬地起跳，從蹬地開始經(jīng)0.40 s豎直跳離地面。設(shè)他蹬地的力大小恒為1050 N，其重心上升可視為勻變速直線運動。求小明從蹬地開始到最大高度過程中機械能的增加量。（不計空氣阻力，取 g＝10 m／s²。）

某同學(xué)進行如下計算：

小明起跳蹬地過程中，受到地面彈力F作用，向上做勻加速運動。因為地面的彈力F與蹬地的力F¹是作用力和反作用力，因此有：F＝F¹＝1050N（1）

根據(jù)牛頓第二定律，有：F＝ma (2)

經(jīng)過t＝0.4s跳離地面時的速度為v＝at (3)

起跳后人做豎直上拋運動，設(shè)上升的最大高度為h，則：v²＝2gh(4)

在最高點，動能為零，機械能的增加量為ΔE＝ΔE_P＝mgh(5)

聯(lián)立以上各式既可求解。

你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否正確？如果認(rèn)為正確，請求出結(jié)果；如果認(rèn)為不正確，請說明理由并作出正確解答。

如圖2所示,兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強度B=0.05 T的勻強磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直(圖中未畫出)，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計.導(dǎo)軌間的距離l=0.20 m.兩根質(zhì)量均為m=0.10 kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻均為R=0.50 Ω.在t=0時刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20 N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動.經(jīng)過t=5.0 s，金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s².問此時兩金屬桿的速度各為多少？?

圖2

【解析】設(shè)t=5.0 s時兩金屬桿甲、乙之間的距離為x,速度分別為v₁和v₂,經(jīng)過很短的時間Δt,桿甲移動距離v₁Δt,桿乙移動距離v₂Δt,回路面積改變ΔS=［(x-v₂Δt)+v₁Δt］l-lx=(v₁-v₂)lΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律知,回路中的感應(yīng)電動勢回路中的電流

對桿甲由牛頓第二定律有F-BlI=ma

由于作用于桿甲和桿乙的安培力總是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s時兩桿的動量(t=0時為0)等于外力F的沖量Ft=mv₁+mv₂

聯(lián)立以上各式解得

代入數(shù)據(jù)得v₁=8.15 m/s,v₂=1.85 m/s.

如圖2所示,兩根平行的金屬導(dǎo)軌，固定在同一水平面上，磁感應(yīng)強度B=0.05 T的勻強磁場與導(dǎo)軌所在平面垂直(圖中未畫出)，導(dǎo)軌的電阻很小，可忽略不計.導(dǎo)軌間的距離l=0.20 m.兩根質(zhì)量均為m=0.10 kg的平行金屬桿甲、乙可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動，滑動過程中與導(dǎo)軌保持垂直，每根金屬桿的電阻均為R=0.50 Ω.在t=0時刻，兩桿都處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)有一與導(dǎo)軌平行、大小為0.20 N的恒力F作用于金屬桿甲上，使金屬桿在導(dǎo)軌上滑動.經(jīng)過t=5.0 s，金屬桿甲的加速度為a=1.37 m/s².問此時兩金屬桿的速度各為多少？?

圖2

【解析】設(shè)t=5.0 s時兩金屬桿甲、乙之間的距離為x,速度分別為v₁和v₂,經(jīng)過很短的時間Δt,桿甲移動距離v₁Δt,桿乙移動距離v₂Δt,回路面積改變ΔS=［(x-v₂Δt)+v₁Δt］l-lx=(v₁-v₂)lΔt.由法拉第電磁感應(yīng)定律知,回路中的感應(yīng)電動勢回路中的電流

對桿甲由牛頓第二定律有F-BlI=ma

由于作用于桿甲和桿乙的安培力總是大小相等、方向相反,所以t=5.0 s時兩桿的動量(t=0時為0)等于外力F的沖量Ft=mv₁+mv₂

聯(lián)立以上各式解得

代入數(shù)據(jù)得v₁=8.15 m/s,v₂=1.85 m/s.