體育運(yùn)動(dòng)中的物理問(wèn)題集錦(編輯修改稿)
2025-05-01 02:06 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 從題設(shè)條件找準(zhǔn)分解的矢量，并分解。六、冰壺運(yùn)動(dòng)：（動(dòng)能定理、動(dòng)量定理）例6 （2009年高考重慶理綜試題）2009年中國(guó)女子冰壺隊(duì)首次獲得了世界錦標(biāo)賽冠軍，這引起了人們對(duì)冰壺運(yùn)動(dòng)的關(guān)注。冰壺在水平冰面上的一次滑行可簡(jiǎn)化為如下過(guò)程：如題23圖，運(yùn)動(dòng)員將靜止于O點(diǎn)的冰壺（視為質(zhì)點(diǎn)）沿直線推到A點(diǎn)放手，此后冰壺沿滑行，最后停于C點(diǎn)。已知冰面與各冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，冰壺質(zhì)量為m，AC＝L，＝r,重力加速度為g ，（1）求冰壺在A 點(diǎn)的速率；（2）求冰壺從O點(diǎn)到A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的沖量大小；（3）若將段冰面與冰壺間的動(dòng)摩擦因數(shù)減小為，原只能滑到C點(diǎn)的冰壺能停于點(diǎn)，求A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的距離。解析（1）對(duì)冰壺，從A點(diǎn)放手到停止于C點(diǎn)，設(shè)在A點(diǎn)時(shí)的速度為V1，應(yīng)用動(dòng)能定理有－μmgL＝mV12，解得V1＝；（2）對(duì)冰壺，從O到A，設(shè)冰壺受到的沖量為I，應(yīng)用動(dòng)量定理有I＝mV1－0，解得I＝m；（3）設(shè)AB之間距離為S，對(duì)冰壺，從A到O′的過(guò)程，應(yīng)用動(dòng)能定理，－μmgS－(L＋r－S)＝0－mV12，解得S＝L－4r。評(píng)注 冰壺運(yùn)動(dòng)是冬季奧運(yùn)會(huì)上有趣的一個(gè)集體項(xiàng)目，有“冰上棋類”之稱，不僅涉及摩擦力，直線運(yùn)動(dòng)，功能關(guān)系，還與彈性碰撞規(guī)律、動(dòng)量守恒定律知識(shí)高度相關(guān)。七、蹦極運(yùn)動(dòng)（力和運(yùn)動(dòng)分析、功能關(guān)系） 例7 “蹦極”運(yùn)動(dòng)是勇敢者的運(yùn)動(dòng)，蹦極運(yùn)動(dòng)員將彈性長(zhǎng)繩系在雙腳上，彈性繩的另一端固定在高處的跳臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)上跳下后，會(huì)在空中上下往復(fù)多次，最后停在空中，如果把運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)，忽略運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的初速度和水平方向的運(yùn)動(dòng)，把運(yùn)動(dòng)員、彈性繩、地球作為一個(gè)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)上跳下后，以下說(shuō)法正確的是（ ） A．第一次反彈后上升的最大高度一定低于跳臺(tái)的高度 B．第一次下落到最低位置處系統(tǒng)的動(dòng)能為零，彈性勢(shì)能最大 C．跳下后系統(tǒng)動(dòng)能最大時(shí)刻的彈性勢(shì)能為零 D．最后運(yùn)動(dòng)員停在空中時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最小 解析 由于運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不斷克服空氣阻力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能不斷減少，所以A、D正確，第一次下落到最低處速度為零，動(dòng)能為零，彈性繩伸長(zhǎng)量最大，彈性勢(shì)能最大，B正確，故選ABD?！ “?、蹦床運(yùn)動(dòng)（直線運(yùn)動(dòng)、動(dòng)量定理） 例8 蹦床是運(yùn)動(dòng)員在一張繃緊的彈性網(wǎng)上蹦跳、翻滾并做各種空中動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。一個(gè)質(zhì)量為60kg的運(yùn)動(dòng)員，從離水平網(wǎng)面3．2m高處自由落下，著網(wǎng)后沿豎直方向蹦回到離水平網(wǎng)面5．0m高處。已知運(yùn)動(dòng)員與網(wǎng)接觸的時(shí)間為1．2s。若把在這段時(shí)間內(nèi)網(wǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力當(dāng)作恒力處理，求此力的大小。（） 解析 將運(yùn)動(dòng)員看成質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，從高處下落，剛接觸網(wǎng)時(shí)的速度的大小 ① 彈跳后到達(dá)的高度為，剛離網(wǎng)時(shí)的速度的大小 ②接觸過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員受到向下的重力mg和網(wǎng)向上的彈力F。選取豎直向上為正方向，由動(dòng)量定理，得 ③ 由以上三式解得 代入數(shù)值得 評(píng)注 將運(yùn)動(dòng)員和蹦床的接觸、分離過(guò)程抽象為一個(gè)碰撞過(guò)程，并進(jìn)行理想化處理。還需注意動(dòng)量定理表達(dá)式的矢量性。 九、雜技表演（動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒） 例9 （2005年高考理綜物理試題）如圖3所示，一對(duì)雜技演員（都視為質(zhì)點(diǎn)）乘秋千（秋千繩處于水平位置）從A點(diǎn)由靜止出發(fā)繞O點(diǎn)下擺，當(dāng)擺到最低點(diǎn)B時(shí)，女演員在極短時(shí)間內(nèi)將男演員沿水平方向推出。然后自己剛好能回到高處A。求男演員落地點(diǎn)C與0點(diǎn)的水平距離s。已知男演員質(zhì)量。和女演員質(zhì)量之比：＝2，秋千的質(zhì)量不計(jì)，秋千的擺長(zhǎng)為R，C點(diǎn)比O點(diǎn)低5R。 解析 設(shè)分離前男女演員在秋千最低點(diǎn)B的速度為，由機(jī)械能守恒定律 設(shè)剛分離時(shí)男演員速度的大小為，方向與相同；女演員速度的大小為，方向與相反，據(jù)動(dòng)量守恒，有分離后，男演員做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)男演員從被推出到落在C點(diǎn)所需的時(shí)間為t，根據(jù)題給條件，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律根據(jù)題給條件，女演員剛好回到A點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律， 已知：＝２，由以上各式可得s=8R。 評(píng)注 劃分物理過(guò)程和確定研究對(duì)象是本題解答關(guān)鍵。
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