题目内容
【题目】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如图所示的三个阶段:持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。
(1)试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况:_______________________________。
(2)在横杆的后下方要放置厚海绵软垫,原因是__________________。
A.增加身体与软垫的接触时间,使人受到的冲力减小
B.减少身体与软垫的接触时间,使人受到的冲力减小
C.增加身体与软垫的接触时间,使人受到的冲力增大
D.减少身体与软垫的接触时间,使人受到的冲力增大
(3)若不计越过横杆时的水平速度,运动员过杆后做自由落体运动,其重心下降4.05m时身体接触软垫,身体与软垫的接触时间为0.90s,最终静止在软垫上。已知运动员的质量为65 kg,重力加速度g取10 m/s2。由此可知,软垫对运动员平均作用力的方向为____________(选填“竖直向上”或“竖直向下”),大小为_____N。
【答案】 运动员助跑阶段,身体中的化学能转化为人和撑杆的动能:起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能,撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能,使人体升高至横杆上;越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能。 A 竖直向上 1300N
【解析】(1)运动员助跑阶段,身体中的化学能转化为人和撑杆的动能:起跳时,运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能,撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能,使人体升高至横杆上;越过横杆后,运动员的重力势能转化为动能。
(2)人在和地面接触时,人的速度减为零,以向上为正,由动量定理可得:,所以
;
而脚尖着地可以增加人着地的时间,由公式可知可以减小受到地面的冲击力,而动量减小量和合力冲量是一定的,故A正确,BCD错误;
(3)自由下落阶段: 得:
以向上为正,由动量定理可得:
得: ,方向竖直向上。
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