Question

2008年8月9日，中國選手陳燮霞以抓舉95公斤、挺舉117 公斤、總成績212 公斤奪得舉重48公斤金牌．這也是中國代表團在第29屆北京奧運會上獲得的首枚金牌．舉重運動是力量與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，發力，下蹲支撐，起立，放下杠鈴等六個步驟，如下圖所示照片表示了其中幾個狀態，現測得輪子在照片中的直徑為1.0cm，在照片上用尺量出從發力到支撐，杠鈴上升的距離為h₁=1.3cm，已知運動員所舉杠鈴的直徑是45cm，質量為150kg，運動員從發力到支撐歷時0.8s．g=10m/s²．（從發力到支撐過程：可簡化為先勻加速上升達到最大速度，再豎直上拋達到最高點）
試估算 
（1）從發力到支撐這個過程中杠鈴實際上升的高度h=？
（2）從發力到支撐這個過程中杠鈴向上運動的最大速度？
（3）若將運動員發力時的作用力簡化為恒力，則該恒力有多大？

Answer 1

分析：（1）由已知條件利用照片中的比例關系可得出實際上升的高度；
（2）由平均速度公式可利用位移關系求出最大速度；
（3）由運動學公式可求得加速度，再由年頓第二定律可求得恒力的大小．

解答：解：（1）根據輪子的實際直徑0.45m和它在照片中的直徑1.0cm，
由比例關系得：

0.45

1

=

h

1.3

，
實際上升的高度為h=0.59m．  
（2）設杠鈴在該過程中的最大速度為v_m，有h=

vmt

2

，
得 v_m=

2h

t

=1.48m/s
（3）減速運動的時間應為t₂=

vm

g

=0.15s
加速運動的位移：s₁=

vm

2

（t-t2）=0.48m
又  v_m²=2as₁                                   
解得  a=2.28m/s²
根據牛頓第二定律，有 F-mg=ma                  
解得  F=1842N
答：（1）實際上升的高度為0.59m；（2）杠鈴上升的最大速度為1.48m/s；（3）恒力的大小為1842N．

點評：本題考查學生對物理知識在生活中的應用能力，在解題中要學會從實際情景中構建合理的物理模型的方法．