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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.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;若將運動員發力時的作用力簡化成恒力,則該恒力有多大?
分析:運動員發力到支撐的過程,杠鈴先做勻加速直線運動,然后做勻減速直線運動,結合運動學公式和牛頓第二定律求出恒力的大。
解答:解:杠鈴上升的距離:H=
45
1
×1.6cm=72cm=0.72m

設這個過程中杠鈴向上運動的最大速度為v,則有:
v
2
t1+
v
2
t2=
v
2
t=H

解得最大速度為:v=
2H
t
=
0.72×2
0.8
=1.8m/s

則:
v2
2a
+
v2
2g
=H
,
代入數據解得:a=2.89m/s2
根據牛頓第二定律得:F-mg=ma
則有:F=mg+ma=1933.5N.
答:這個過程中杠鈴向上運動的最大速度為1.8m/s,恒力F為1933.5N.
點評:解決本題的關鍵理清杠鈴的運動過程,結合牛頓第二定律和運動學公式進行求解.
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.為了研究方便,可將“提杠發力”、“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:

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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.現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;若將運動員發力時的作用力簡化成恒力,則該恒力有多大?(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。

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