高一物理暑假专题：体育竞技中物理知识的应用（一）鲁教版 知识精讲

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1、高一物理暑假专题：体育竞技中物理知识的应用（一）鲁教版【本讲教育信息】一.教学内容：暑假专题：体育竞技中物理知识的应用（一）二、知识重点：1、了解体育竞技中物理知识的应用2、能够恰当地构建物理模型解决体育竞技中的问题3、理论联系实际，能够将物理知识和体育规则有效联系到一起三、知识难点：1、将体育竞技项目抽象成合理的物理模型，从而解决问题2、不同实际问题的差异性和物理本质的把握及物理方法的应用【典型例题】2008年北京奥运在即，与体育竞技有关的物理试题，必将成为近几年高考的热点问题，而这些与体育竞技相关的问题多数又属于力学问题，所以

2、，我们在学习力学知识时，要深入思考，学以致用，理论联系实际，能够做到举一反三，触类旁通，从而彻底学会，学懂，学透力学知识。下面我们举一些典型例题来分析一下：例1、下列哪个说法是正确的（）A、游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态B、蹦床运动员在空中上升和下落过程中都处于失重状态C、举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态D、体操运动员双手握住单杠吊在空中不动时处于失重状态分析：本题考查的知识点为超重、失重。答案：B例2、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、提杠铃、发力、下蹲支

3、撑、起立、放下杠铃等六个步骤，图1所示照片表示了其中的几个状态。现测得轮子在照片中的直径为1.0cm。已知运动员所举杠铃的直径是45cm，质量为150kg，运动员从发力到支撑历时0.8s，试估测该过程中杠铃被举起的高度，估算这个过程中杠铃向上运动的最大速度；若将运动员发力时的作用力简化成恒力，则该恒力有多大？分析：题目描述的举重的实际情景，要把它理想化为典型的物理情景。抓举中，举起杠铃是分两个阶段完成的，从发力到支撑是第一阶段，举起一部分高度。该过程中，先对杠铃施加一个力（发力），使杠铃作加速运动，当杠铃有一定速度后，人下蹲、翻腕

4、，实现支撑，在人下蹲、翻腕时，可以认为运动员对杠铃没有提升的作用力，这段时间杠铃是凭借这已经获得的速度在减速上升，最好的动作配合是，杠铃减速上升，人下蹲，当杠铃的速度减为零时，人的相关部位恰好到达杠铃的下方完成支撑的动作。因此从发力到支撑的0.8s内，杠铃先作加速运动（当作匀加速），然后作减速运动到速度为零（视为匀减速），这就是杠铃运动的物理模型。解析：根据轮子的实际直径0.45m和它在照片中的直径1.0cm，可以推算出照片缩小的比例，在照片上用尺量出从发力到支撑，杠铃上升的距离h′=1.3cm，按此比例可算得实际上升的高度为h=

5、0.59m。设杠铃在该过程中的最大速度为，有，得减速运动的时间应为加速运动的位移：又解得根据牛顿第二定律，有解得评注：该题中，将举重的实际情景抽象成物理模型，是解题的关键，这种抽象也是解所有实际问题的关键。这里，首先应细致分析实际过程，有了大致认识后，再做出某些简化，这样就能转化成典型的物理问题。比如该题中，认为发力时运动员提升的力是恒力，认为运动员下蹲、翻腕时，对杠铃无任何作用，认为杠铃速度减为零时，恰好完全支撑，而且认为杠铃的整个运动是直线运动。例3、（2007年宁夏高考试题23题）倾斜雪道的长为25m，顶端高为15m，下端经

6、过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0＝8m/s飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g＝10m/s2）解析：如图选坐标，斜面的方程为：①运动员飞出后做平抛运动②③联立①②③式，得飞行时间t＝1.2s落点的x坐标：x1＝v0t＝9.6m落点离斜面顶端的距离：落点距地面的高度：接触斜面前的x分速度：y分速度：

7、沿斜面的速度大小为：设运动员在水平雪道上运动的距离为s2，由功能关系得：解得：s2＝74.8m例4、（1999年高考全国卷）一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，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，结果保留二位数）分析：运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，主要是竖直方

8、向的上下运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建物理模型，应抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这个时间从根本上讲与运动员所作的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成一个质点，同