Question

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．在“提杠發力”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，求運動員提杠發力時對杠鈴施加的作用力大小．

Answer 1

分析：根據題意，可將“提杠發力”、“下蹲支撐”兩個動作簡化為較為簡單的勻加速直線運動和勻減速直線運動過程，并畫出圖象；勻加速直線運動和勻減速直線運動過程的合位移即圖象中的面積，求出v_m；求出上升過程的加速度，由牛頓第二定律可求運動員提杠發力時對杠鈴施加的作用力大小．

解答：解：（1）由題意，杠鈴先勻加速直線運動后勻減速直線運動故圖象為

    （2）設杠鈴的最大速度為v_m，加速階段上升的高度為h₁，時間為t₁；
減速階段上升的高度為h₂，時間為t₂，全程高度為H，總時間為t．
圖中三角形的面積表示杠鈴上升的總高度，為：h1+h2=H=

1

2

vmt
可得vm=

2H

t

=

2×0.6

0.8

=1.5m/s
（3）下落為自由落體運動t2=

vm

g

=

1.5

10

=0.15s
       t₁=t-t₂=0.65s
      杠鈴加速上升的加速度為：
a1=

vm

t1

=

1.5

0.65

=2.31m/s2
 由牛頓第二定律得：F-mg=ma
求得：F=m（g+a）=150×（10+2.31）N=1846N

點評：考查了牛頓運動定律，實際問題轉化為物理問題的技巧，應用物理規律．