专题十 物理与有关学科综合例举

《专题十 物理与有关学科综合例举》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、名师辅导教学内容：专题十物理与有关学科综合例举●2001年7月13日，一个不眠之夜，一个13亿人的不眠之夜，中华儿女期盼的眼睛注视着一个历史性时刻，国际奥委会第112次全体会议投票表决，北京获得2008年第29届奥运会主办权。举办奥动会是13亿中国人民的共同心愿，1990年7月邓小平同志在视察北京亚运村时提出：“中国要申办奥运会。”从1993年首次申办到现在申办成功，申奥一直是举国上下普遍关心的话题。2008年北京奥运会，“将给中国和世界体育留下独一无二的宝贵遗产”。下面是三个物理在体育比赛中应用的实例：【例1】1888年，澳大利亚短跑运动员舍里尔一改传统的站立式起跑方式，采

2、用蹲踞式起跑技术，大大提高了自己的短跑成绩，从此蹲踞式起跑技术风靡一时，对现代短跑产生了深远的影响。舍里尔的发明来自他对袋鼠的观察，他模仿袋鼠的起跑姿势，并结合短距的特点而创造了蹲踞式短跑技术。如某一短跑运动员，采用站立式起跑100m赛跑，前50m跑掉5.1s，到达终点时速度为12ms-1，赛跑总时间为10.2s，采用蹲踞式后关50m跑掉4.9s，后50m情况与站立式一样，分别求出两次赛跑的平均速度。并说明蹲踞式起跑优势的物理原理。【解析】据平均速度的原始定义式：传统起跑的平均速度v1==9.804ms-1蹲踞式起跑的平均速度v2==10ms-1蹲踞式起跑能使臀肌和大腿前面的

3、股四头肌和小腿后面的三头肌被拉长，使这些肌肉群处于收缩前的“绷紧”状态，从生物力学角度分析，肌肉在收缩前先拉长，可以提高肌肉的张力，有利于发挥肌肉收缩能力，在后蹬运动的一刹那，就会产生相当大的爆发力。从纯物理力学角度看，蹲踞式起跑时，身体重心低，支撑反作用力和水平面间夹角比站立式要小得多，水平分力变大，水平冲量变大，提高了起动时的初速度，从而可以提高短跑的成绩。【说明】不仅蹲踞式起跑可用力学知识来分析，人体运动系统的一举一动无不包含着力学知识，人体的各种运动动作，都可模拟为机械运动，从力、能量等角度来加以分析。【例2】一跳水运动员从离水面10m高的平台上跃起，举双臂直体离开平

4、台，此时其重心位于人手到脚全长的中心。跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是s（计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点。g取10m/s2，结果保留2位有效数字）。【解析】可把运动员在空中的实际运动抽象为质点竖直上抛运动来处理。设运动员的初速度为v0，运动总时间为t，根据竖直上抛运动规律可得：h=v02/2g,s=v0t-gt2/2即0.45=v02/(2×10),-10=v0t-10t2/2解得：t=1.7s【说明】本题将物理学科的运动学知识点与体

5、育竞技项目结合在一起，综合解释了跳水项目的物理原理。并突出了重心的概念。【例3】在一种叫“蹦极跳”的运动中，质量为m的游戏者身系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点，若在下落过程中不计空所阻力，则以下说法正确的是（）A.速度先增大后减小B.加速度先减小后增大C.动能增加了mgLD.重力势能减少了mgL【解析】人体在开始下落的L米内作自由落体，从下降L到1.5L过程中，物体除重力外还受逐步增大的方向向上的弹力作用，物体在作变加速后作变减速运动，所以整个过程先加速后减速，动能变化为零。重力势能减少了1.5mgL。正确答案是A。【说明】从动

6、力学和能量角度分析蹦极运动的运动特点，是一个理论联系实际的好题，并对该项体育运动有一定的理论指导意义。●2001年9月11日，美国遭受恐怖分子的重大袭击，纽约的世贸大厦、华盛顿美国国防部的五角大楼均遭到重大袭击，纽约的标志性建筑——世贸大厦的双楼全部倒塌，近五千人丧于非命，整个事件使世界为之惊呆。充分说明虽然和平与发展是当今世纪的二大主流，但世界并不太平。由此爆发的以美为首的多国部队以消灭阿富汗塔里班正权和以本·拉登为首的“基地”恐怖组织为目的战争是人类进入新世纪世界最大的军事行动。美国对阿富汗的战争使大量高科技含量的武器装备纷纷登场。美国动用了国内国际上一切的力量和手段对付

7、阿富汗塔里班政权和拉登恐怖组织，并形成了反恐怖组织的世界性联盟。下面是三个与之相关的例举：【例4】美国对阿富汗的轰炸中，使用了各种炸弹，包括集束炸弹和贫铀炸弹。贫铀是从金属中提炼“U”以后的副产品，其中含有“U”，比重为钢的2.5倍，贫铀炸弹的最大穿甲深度可达900mm，杀伤力极大，残留物可长期起作用。（1）常规炸弹最大穿甲深度可达100mm，弹头可穿过50人，同样形状的贫铀炸弹可穿过的人数可达（）A.100人B.150人C.450人D.900人（2）贫铀炸弹的放射性可使生物体发生变异，导致癌症和白血病