题目内容
第29届奥林匹克运动会即将在北京举办，解答下列与奥运会有关的物理学问题：（取重力加速度g=10m/s2 ）（1）举重运动员在抓举比赛中，为了减少杠铃上升的高度和发力，抓杠铃的两手间要有较大距离．某运动员成功抓举杠铃时，测得两手臂间的夹角为120度，运动员质量75kg，举起的杠铃为125kg，示意如图甲，求该运动员每只手臂对杠铃的作用力大小．
（2）如图乙所示，女排比赛时，排球场总长为18m，设球网高度为2m，运动员站在网前3m处正对球网跳起将球水平击出．当击球点的高度为何值时，球恰好既触网又压底线？
【答案】分析：（1）以杠铃为研究对象，分析受力情况，作出力图，根据平衡条件求出运动员两臂对杠铃的作用力．
（2）网球做的是平抛运动，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．
解答：解：（1）以杠铃为研究对象，分析受力情况：重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F1和F2，作出力图如图．根据平衡条件得
：
2Fcos60°=mg
得到：F=mg=1250N
（2）设击球点高度为h时，球恰好既触网又压线，此时球速度为V，球恰好触网，则有
h-h=
则有：
球恰好压线：
t2=
则有：
联立解得：h═2.13m
答：
（1）该运动员每只手臂对杠铃的作用力大小为1250N．
（2）当击球点的高度为2.13m时，球恰好既触网又压底线．
点评：本题第1问用质点代替杠铃，对实际物体进行简化，方便研究．对于物体的平衡问题，关键是分析受力情况．第2问就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
（2）网球做的是平抛运动，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动，分别根据匀速直线运动和自由落体运动的运动规律列方程求解即可．
解答：解：（1）以杠铃为研究对象，分析受力情况：重力mg和运动员两臂对杠铃的作用力F1和F2，作出力图如图．根据平衡条件得
：2Fcos60°=mg
得到：F=mg=1250N
（2）设击球点高度为h时，球恰好既触网又压线，此时球速度为V，球恰好触网，则有
h-h=
则有：
球恰好压线：
t2=
则有：
联立解得：h═2.13m
答：
（1）该运动员每只手臂对杠铃的作用力大小为1250N．
（2）当击球点的高度为2.13m时，球恰好既触网又压底线．
点评：本题第1问用质点代替杠铃，对实际物体进行简化，方便研究．对于物体的平衡问题，关键是分析受力情况．第2问就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．
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