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舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目.就“抓舉”而言,其技術動作可分為預備、提杠鈴、發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等六個步驟,如圖所示照片表示了其中的幾個狀態(tài).現(xiàn)測得輪子在照片中的直徑為1.0cm.已知運動員所舉杠鈴的直徑是60cm,質量為150kg,運動員從發(fā)力到支撐歷時0.8s,試估測該過程中杠鈴被舉起的高度,估算這個過程中杠鈴向上運動的最大速度;若將運動員發(fā)力時的作用力簡化成恒力,則該恒力有多大?(g取10m/s2
分析:由題意可知,杠鈴先向上做勻加速直線運動,再向上做勻減速直線運動,通過平均速度方法求出杠鈴獲得的最大速度;通過運動學公式求出運動員提杠發(fā)力時的加速度,再通過牛頓第二定律求出對杠鈴施加的作用力大。
解答:解:先量得從發(fā)力到支撐杠鈴舉起的高度大約為1.3cm,根據(jù)照片中1cm與杠鈴0.6m相對應,故上升1.3cm,實際上杠鈴被舉起的高度h1=1.3×0.6m=0.78m
因為杠鈴先向上勻加速運動再向上勻減速運動,已知運動總時間為0.8s,上升位移為h1=0.78m
量得輪子從發(fā)力到支撐上升高度為1.3×60=78cm
設杠鈴獲得的最大速度為v.則勻加速上升的平均速度與勻減速上升的平均速度相同,即
.
v
=
0+v
2
=
.
v
=
v+0
2

即全程的平均速度
.
v
=
v
2
=
h1
t

代入數(shù)據(jù)得:v=
2×0.78
0.8
m/s=1.95m/s

令杠鈴向上勻加速運動的加速度為a1,向上勻減速直線運動的加速度大小為a2=10m/s2,由于杠鈴上升的時間為t=0.8s,所以有:
v
a1
+
v
a2
=0.8s

代入v=1.95m/s,a2=10m/s2可得:
a1=3.22m/s2
所以杠鈴上升時受運動員向上的恒力和重力作用下產生加速度,故有:
F-mg=ma1?F=m(g+a1
代入a1=3.22m/s2,m=150kg可得:
F=1983N
答:杠鈴舉起的高度為0.78m,杠鈴向上的最大速度為1.95m/s,運動施加的恒力為1983N.
點評:本題綜合考查了運動學公式和牛頓第二定律,知道加速度是聯(lián)系前后的橋梁.以及掌握平均速度的公式
.
v
=
v0+v
2
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目,就“抓”舉而言,其技術動作可分為預備、提杠發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等動作,如圖所示表示了其中的幾個狀態(tài).在“提杠發(fā)力”階段,運動員對杠鈴施加恒力作用,使杠鈴豎直向上加速運動;“下蹲支撐”階段,運動員不再用力,杠鈴繼續(xù)向上運動,當運動員處于“下蹲支撐”處時,杠鈴的速度恰好為零.為了研究方便,可將“提杠發(fā)力”、“下蹲支撐”兩個動作簡化為勻變速運動過程來處理.已知運動員從開始“提杠發(fā)力”到“下蹲支撐”處的整個過程歷時0.8s,杠鈴總共升高0.6m.
(1)求杠鈴獲得的最大速度.
(2)若杠鈴的質量為150kg,求運動員提杠發(fā)力時對杠鈴施加的作用力大。 (g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目,就“抓舉”而言,其技術動作可分為預備、提杠鈴、發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等六個步驟,如圖所示照片表示了其中的幾個狀態(tài).現(xiàn)測得輪子在照片中的直徑為1.0cm.已知運動員所舉杠鈴是直徑45cm,質量為150kg.運動員從發(fā)力到支撐歷時0.8s,試估測該過程中杠鈴被舉起的高度,估算這個過程中杠鈴向上運動的最大速度;若將運動員發(fā)力時的作用力簡化成恒力,則該恒力有多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目.就“抓舉”而言,其技術動作可分為預備、提杠鈴、發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴六個步驟,如圖所示,照片表示了其中的幾個狀態(tài).現(xiàn)測得輪子在照片中的直徑為1.0cm,在照片上用尺量出從發(fā)力到支撐,杠鈴上升的距離為1.6cm.已知運動員所舉杠鈴的直徑是45cm,質量為150kg,運動員從發(fā)力到支撐歷時0.8s,試估算這個過程中杠鈴向上運動的最大速度;若將運動員發(fā)力時的作用力簡化成恒力,則該恒力有多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目,就“抓”舉而言,其技術動作可分為預備、提杠發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等動作,如圖所示表示了其中的幾個狀態(tài).在“提杠發(fā)力”階段,運動員對杠鈴施加恒力作用,使杠鈴豎直向上加速運動;“下蹲支撐”階段,運動員不再用力,杠鈴繼續(xù)向上運動,當運動員處于“下蹲支撐”處時,杠鈴的速度恰好為零.

(1)為了研究方便,可將“提杠發(fā)力”、“下蹲支撐”兩個動作簡化為較為簡單的運動過程來處理,請定性畫出相應的速度-時間圖象.
(2)已知運動員從開始“提杠發(fā)力”到“下蹲支撐”處的整個過程歷時0.8s,杠鈴總共升高0.6m,求杠鈴獲得的最大速度.
(3)若杠鈴的質量為150kg,求運動員提杠發(fā)力時對杠鈴施加的作用力大。

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