题目内容

7.“10米折返跑”是幼儿园体能测试项目之一.测定时,小朋友站在“起点-终点线”处,沿平直跑道跑向正前方10米处的折返线,到达折返线时,用手触摸折返线处的物体,立即转身跑回至“起点-终点线”,全程用时即为“10米折返跑”的成绩.设洋洋小朋友起跑时的加速度为2.5m/s2,运动过程中的最大速度为5m/s,快到达折返线时需减速到零,减速的加速度大小为5m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,可保持最大速度冲线.若加速、减速均可视为变速运动,求:
(1)从起跑开始到最大速度所经历的时间;
(2)距折返线多远处开始减速;
(3)洋洋“10米折返跑”的最佳成绩.

分析 (1)根据速度时间公式求出起跑到达最大速度的时间.
(2)根据速度位移公式求出距折返线减速的距离.
(3)运动员向前的运动分加速向前、匀速向前和减速向前过程;返回的运动分为加速和匀速过程,根据运动学公式计算出各段的时间即可.

解答 解:(1)根据速度时间公式得,从起跑到最大速度经历的时间$t=\frac{{v}_{m}}{{a}_{1}}=\frac{5}{2.5}s=2s$.
(2)根据速度位移公式得,$0-{{v}_{m}}^{2}={2a}_{3}{x}_{3}$,
解得${x}_{3}=\frac{0-25}{2×(-2.5)}m=2.5m$.
(3)匀加速运动的时间t1=2s,位移${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}=\frac{1}{2}×2.5×4m=5m$,
匀速运动的位移x2=x-x1-x3=2.5m,
则匀速运动的时间${t}_{2}=\frac{{x}_{2}}{{v}_{m}}=\frac{2.5}{5}s=0.5s$,
返回时加速的时间t4=t1=2s,
匀速时间${t}_{5}=\frac{10-{x}_{1}}{{v}_{m}}=\frac{10-5}{5}s=1s$,
所以折返跑的成绩为t=t1+t2+t3+t4+t5=6.5s.
答:(1)从起跑开始到最大速度所经历的时间为2s;
(2)距折返线2.5m处开始减速;
(3)洋洋“10米折返跑”的最佳成绩为6.5s.

点评 本题看似难度较大,明确题境,找准模型问题迎刃而解,关键要分阶段计算出运动员各个阶段的运动时间,要能熟练运用运动学公式.

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