题目内容

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.在第二十九届北京奥运会比赛中,身高1.74 m的俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩打破世界纪录.设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a=1.0 m/s2匀加速助跑,速度达到v=8.0 m/s时撑杆起跳,使重心升高h1=4.20 m后越过横杆,过杆时的速度不计,过杆后做自由落体运动,重心下降h2=4.05 m时身体接触软垫,从接触软垫到速度减为零的时间t=0.90 s.已知伊辛巴耶娃的质量m=65 kg,重力加速度g取10 m/s2,不计撑杆的质量和空气的阻力.

求:(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离;

(2)伊辛巴耶娃在撑杆起跳上升阶段至少要做的功;

(3)在伊辛巴耶娃接触软垫到速度减为零的过程中,软垫对运动员平均作用力的大小.

答案:
解析:

  (1)设助跑距离为s,由运动学公式v2=2as  2分

  解得  2分

  (2)设运动员在撑杆起跳上升阶段至少要做的功为W,由功能关系有

    3分

  解得W=650 J  2分

  (3)运动员过杆后做自由落体运动,设接触软垫时的速度为,由运动学公式有2=2gh2  2分

  设软垫对运动员的平均作用力为F,由动量定理得

(mgF)t=0-m  3分

  解得F=1300 N  2分


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