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所以机械能的增加量为 ΔE＝ΔEP＋ΔEK＝mgh+ mv2 =360J+ 270J =630J
2起跳后人做竖直上抛运动，机械能守恒
所以小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量为 ΔE=630J
3、解析：在下落和弹起两阶段，分别应用机械能守恒得
mgh1?112mv12 mgh2?mv2 解得 v1?8m/s v2?10m/s 22在与蹦床作用的阶段 a??v2?v1?10?8???15 m/s2（以竖直向下为正方向） t1.2运动员受到两个力，根据牛顿第二定律 ma?mg?F
0 所以 F?ma?mg?60?(?15?10)??150N
4、解析：(1)在甲发出口令后,甲、乙达到共同速度所用时间为t， 设在这段时间内甲、乙的位
移分别为s1和s2,则 t?v12 ① s1?vt ② s2?at ③ a2根据位移关系有 s1?s2?s0 ④
联立①②③④式解得： a?3 m/s2
(2)完成交接棒时,乙与接力区末端的距离为
L-s2=20 m-13.5 m=6.5 m
5、解析：对受试者，由起点终点线向折返线运动的过程中 加速阶段：t1?11vv2?1m ?1s； s1?a1t12?2m 减速阶段：t3??0.5s； s3?a2t322a1a2匀速阶段： t2?s?(s1?s3)?1.75 s
v由折返线向起点终点线运动的过程中 加速阶段：t4?s?s412v?2m 匀速阶段：t5??2 s ?1s； s4?a1t42va1受试者“10米折返跑”的成绩为：
t?t1?t2???t5?6.25st?t1?t2?t3?t4?t5?6.25 s
6、解析：设冰壶在未被毛刷擦过的冰面上滑行的距离为s1，所受摩擦力的大小为f1；在被毛刷
擦过的冰面上滑行的距离为s2，所受摩擦力的大小为f2。则有
s1+ s2=s ① f1=μ1mg ② f2=μ2mg ③ s为投掷线到圆心O的距离
设冰壶的初速度为v0，由动能定理得 f1s1?f2s2?12mv0 ④ 2 11
22?1gs?v0联立以上各式，解得 s2??10m ⑤
2g(?1??2)7、解析：（1）陈若琳跃起后可看作竖直向上的匀减速运动，重心上升的高度h1＝0.45m
设起跳速度为v0，则h1?v0t1?解得上升过程的时间 t1＝0.3 s
陈若琳从最高处自由下落到手触及水面的过程中重心下落的高度h2＝10.45m，则
122gt1v0?2gh1 2
h2?12gt2 2
解得下落过程的时间 t2＝2.09s≈1.4 s
陈若琳要完成一系列动作可利用的时间 t＝t1＋t2＝1.7s
（2）陈若琳从最高处自由下落到她的重心下沉到离水面约2.2m处的中心下落高度 h＝h2＋h3=10.45m +0.8 m+2.2m
设水对运动员的作用力为f，由动能定理有 mgh?fh3?0
解得 f＝1.3?103N
8、解析：（1）从图中可以看出，在t＝2s内运动员做匀加速运动，其加速度大小为
a?v216??8m/s2 t2设此过程中运动员受到的阻力大小为f，根据牛顿第二定律，有mg－f＝ma 得 f＝m(g－a)＝80×(10－8)N＝160N
（2）运动员在14s内下落的高度为图象所围面积的大小，估算时可数出坐标格数 h=39×2×2m＝156m
根据动能定理，有 mgh?Wf?所以有
12mv14 2121Wf?mgh?mv14?80?10?156??80?62?1.25?105J
22（3）14s后运动员做匀速运动的时间为
t2?H?h500?156??57s v146运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间
t ＝t1＋t2＝（14＋57）s＝71s 9、解析：摩托车先以a1=4 m/s2加速到,又以加速度a2=8 m/s2减速到v 2=20 m/s,恰完成直道s=218
2vmm的距离,这样用时最短。如果加速到最大速度再减速，则s2?s?s1?s??18m，由于
2a1距离太小无法减速到20 m/s。设加速的末速为v
vv2加速阶段 t1?，s1?
a12a1 12
2v?v2v2?v2减速阶段 t2?，s2?
a22a2根据s ＝s1＋s2解得 v=36m/s
故最短时间t=t1+t2=9 s+2 s=11 s
10、解析：人的下落过程分三个阶段，距水面76m～28m为第一阶段做自由落体运动；28m～18m为第二阶段做加速度减小的加速运动；18m～接近水面为第三阶段做加速度增大的减速运动。
(1)离水面50m左右时，人做自由落体运动处于完全失重状态，戴着的头盔对他的头部没有压力也没有拉力
(2)设弹性绳的劲度系数为k，在离水面18m处为平衡位置，此时弹性绳拉长△x1=28-18=10m，则 k?(M?m)g49?10?10??50N/m
?x110离水面15米位置时，此时弹性绳拉长△x2=28-15=13m，对整体根据牛顿第二定律得 a?k?x2?(M?m)g50?13?500??3 m/s2
M?m50对头盔 T?mg?ma
所以拉住头盔的拉力为T=mg+ma=13N
第三章 体育竞技中物理知识的应用
【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，我们在学习力学知识时，要深入思考，学以致
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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 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，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=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
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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25 m，顶端高为15 m，下端经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＝8 m/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＝10 m/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
②
③
联立①②③式，得飞行时间
t＝1.2 s
落点的x坐标：x1＝v0t＝9.6 m
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：
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：
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