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《體育運動中的物理》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、體育運動中的物理物理學(xué)知識與日常生活和實際工作有著密切關(guān)系,豐富多彩的體育運動與物理知識就有著密切的聯(lián)系?近年來以體育運動為背景的考題頻頻出現(xiàn),下面舉例說明物理知識在體育運動中的運用.[跳水運動]例1一跳水運動員從離水面10m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中心,躍起后重心升高了0.45m達到最高點、落水時身體豎直,手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計),從離開跳臺到手觸水面,他可用于完成空中動作的時間.解析跳水的物理模型為豎直上拋,求解時要注意重心的變化高度,上升高度[h=0.45m],
2、從最高點下降到手觸到水面,下降的高度為[H]=10.45m.從起跳到最高點所需的時間為[tl=2hg=2X0.459.8s=0.3s];從最高點到手觸水面所需的時間為[t2=2Hg=2X10.459.8s][=1.4s].故該跳水運動員可用于完成空中動作的時間為[t=tl+t2=1.7s].點評求解本題的關(guān)鍵是要認真閱讀題給信息,將題中描述的過程抽象為一個質(zhì)點的豎直上拋運動過程,最后再對簡化后的過程進行定量分析,從而得出結(jié)論.[原地起跳]例2原地跳起時,先屈腿下蹲然后突然蹬地,從開始蹬地到離地加速過程(可視為勻加速),加速過程中重心上升
3、的距離稱為“加速距離”.離地后重心繼續(xù)上升,在此過程中重心上升的最大距離稱為“豎直高度”.現(xiàn)有下列數(shù)據(jù):人原地上跳的“加速距離”[dl=0.50m],豎直高度”[hl=1.0m];跳蚤原地上跳的“加速距離”[d2=0.0080m],“豎直高度”[h2=0.10m].假想人具有與跳蚤相等的起跳加速度,而“加速距離”仍為0.50m,則人上跳的“豎直高度”是多少?解析設(shè)跳蚤起跳的加速度為⑻,離地時的速度為[v],則對加速度和離地后上升過程,分別有[v2=2ad2,v2=2gh2]若假想人具有與跳蚤相同的加速度⑻,在這種假想條件下人離地時的速度
4、為[V],與此相應(yīng)的豎直高度為[H],則對加速過程和離地后上升過程,分別有[V2=2adl,V2=2gH]由以上各式可得[H=dld2h2=0.500.0080X0.10=62.5m].點評本題取材于跳蚤的原地起跳,為了降低解題難度,題中作了簡化處理?起跳過程可看作是向上的勻加速運動,起跳后則可看作豎直上拋運動,連接這兩種運動的節(jié)點是速度.[跳起摸高]例3跳起摸高是同學(xué)們經(jīng)常進行的一項活動,某同學(xué)身高1.8m,質(zhì)量65kg,站立時舉手達到2.2m高.他用力蹬地,經(jīng)0.45s豎直離地起跳,設(shè)他蹬地的力大小恒為1060N,則他跳起可摸到的高
5、度為多少?解析在人進行摸高時,可只考慮人在豎直方向的運動?該同學(xué)起跳時受到重力mg和地面對其的彈力[F]作用,起跳時的加速度為[a=F-mgm=][1060-65X9.865m/s2][=6.5m/s2],起跳的速度為[v=at=6.5X0.45m/s=2.9m/s].由于該同學(xué)離地后只受重力作用,所以他相當(dāng)于做豎直上拋運動,他向上跳起的高度為[h=v22g=(2.9)22X9.82m=0.4m],故他可以摸到的高度為[H=2.2m+0.4m=2.6m].點評對于摸高運動要弄清楚摸高者的受力情況,明確其起跳過程相當(dāng)于豎直上拋運動,這樣看
6、似復(fù)雜的問題也就容易了.[蹦極]例4蹦極運動是勇敢者的運動,蹦極運動員將彈性長繩系在雙腳上,彈性繩的另一端固定在高處的跳臺上,運動員從跳臺上跳下后,會在空中上下往復(fù)多次,最后停在空中.如果將運動員視為質(zhì)點,忽略運動員起跳時的初速度和水平方向的運動,把運動員、彈性繩、地球作為一個系統(tǒng),運動員從跳臺上跳下后,以下說法正確的是()①第一次反彈后上升的最大高度一定低于跳臺的高度;②第一次下落到最低位置處系統(tǒng)的動能為零,彈性勢能最大;③跳下后系統(tǒng)動能最大時刻的彈性勢能為零;④最后運動員停在空中時,系統(tǒng)的機械能最小.A.①③B.②③C.③④D.①②
7、④解析由于運動員在往復(fù)上下的過程中要不斷地克服空氣阻力做功,使得系統(tǒng)的機械能不斷減少,故①④正確.在第一次下落到最低處時,運動員的速度為零,因此其動能為零,此時彈性繩的伸長量最大,其彈性勢能也就最大,則②也正確?選D項.點評對于蹦極運動要注意運動過程中的機械能損失,并能根據(jù)運動員的狀態(tài)判斷運動員的動能、勢能的大小.[蹦床]例5蹦床是運動員在一張繃緊的彈性網(wǎng)面蹦跳、翻滾并做各種空中動作的運動項目?一個質(zhì)量為60kg的運動員,從離水平網(wǎng)面3.2m高處自由落下,著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5.0m高處?已知運動員與網(wǎng)接觸的時間為1.2s,
8、若把這段時間內(nèi)網(wǎng)對運動員的作用力當(dāng)恒力處理,求此力的大小.([g=10m/s2])解析由于運動員在蹦床的過程中,先做自由落體運動,與床接觸時因受到向上的彈力[F]和向下的重力[mg]作用,因此離網(wǎng)時做豎直上