• 撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.在第二十九届北京奥运会比赛中,身高1.74m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录.设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.0m/s2匀加速助跑,速度达到v=8.0m/s时撑杆起跳,使重心升高h1=4.20m后越过横杆,过杆时的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s.已知伊辛巴耶娃的质量m=65kg,重力加速度g取10m/s2,不计撑杆的质量和空气的阻力.求:(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离;(2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功;(3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小.试题及答案-解答题-云返教育

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      撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落.在第二十九届北京奥运会比赛中,身高1.74m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩打破世界纪录.设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.0m/s2匀加速助跑,速度达到v=8.0m/s时撑杆起跳,使重心升高h1=4.20m后越过横杆,过杆时的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90s.已知伊辛巴耶娃的质量m=65kg,重力加速度g取10m/s2,不计撑杆的质量和空气的阻力.求:
      (1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离;
      (2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功;
      (3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小.

      试题解答


      见解析
      解:(1)助跑过程中,运动员做匀加速运动:
      v
      2=2ax
      x=
      v2
      2a
      =32m
      (2)起跳阶段至少做功:W-mgh
      1=0-
      1
      2
      mv2
      W=mgh
      1-
      1
      2
      mv2=650J
      (3)过杆后自由下落:
      v1=
      2gh2
      =
      2×10×4.05
      =9m/s
      接触软垫后可近似认为匀减速下降:a′=
      v1
      t
      =10m/s2
      由牛顿第二定律有:F-mg=ma′;
      则F=m(g+a′)=1300N
      答:(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离是32m
      (2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功是650J
      (3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小是1300N.

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