Question

（12分）举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目，就“抓”举而言，其技术动作可分为预备、提杠发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等动作，如图所示表示了其中的几个状态。在“提杠发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用，使杠铃竖直向上加速运动；“下蹲支撑”阶段，运动员不再用力，杠铃继续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速度恰好为零。

（1）为了研究方便，可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为较为简单的运动过程来处理，请定性画出相应的速度—时间图像。

（2）已知运动员从开始“提杠发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s，杠铃总共升高0.6m，求杠铃获得的最大速度。

（3）若杠铃的质量为150kg，求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小。

 

Answer 1

(12分) 解答与评分标准：

（1）如图所示                                 (3分)

（2）设杠铃的最大速度为v_m，加速阶段上升的高度为h₁，时间为t₁；减速阶段上升的高度为h₂，时间为t₂，全程高度为H，总时间为t。图中三角形的面积表示杠铃上升的总高度，为：                            (2分)

           (1分)

（其他解法，酌情给分。）

（3）t₂=                                        (1分) 

t₁=t-t₂=0.65s                                                  (1分)

杠铃加速上升的加速度为：           (1分)

由牛顿第二定律得：F-mg=ma                                      (2分)

可求得：F= m(g +a)=150×(10+2.31)N=1846N                          (1分)