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,如图所示照片表示了其中的几个状态.现测

发布时间:2020-08-10 09:08:16

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,如图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60cm,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?(g取10m/s2)

网友回答

解:先量得从发力到支撑杠铃举起的高度大约为1.3cm,根据照片中1cm与杠铃0.6m相对应,故上升1.3cm,实际上杠铃被举起的高度h1=1.3×0.6m=0.78m
因为杠铃先向上匀加速运动再向上匀减速运动,已知运动总时间为0.8s,上升位移为h1=0.78m
量得轮子从发力到支撑上升高度为1.3×60=78cm
设杠铃获得的最大速度为v.则匀加速上升的平均速度与匀减速上升的平均速度相同,即

即全程的平均速度=
代入数据得:
令杠铃向上匀加速运动的加速度为a1,向上匀减速直线运动的加速度大小为,由于杠铃上升的时间为t=0.8s,所以有:

代入v=1.95m/s,可得:

所以杠铃上升时受运动员向上的恒力和重力作用下产生加速度,故有:
F-mg=ma1?F=m(g+a1)
代入,m=150kg可得:
F=1983N
答:杠铃举起的高度为0.78m,杠铃向上的最大速度为1.95m/s,运动施加的恒力为1983N.
解析分析:由题意可知,杠铃先向上做匀加速直线运动,再向上做匀减速直线运动,通过平均速度方法求出杠铃获得的最大速度;通过运动学公式求出运动员提杠发力时的加速度,再通过牛顿第二定律求出对杠铃施加的作用力大小.

点评:本题综合考查了运动学公式和牛顿第二定律,知道加速度是联系前后的桥梁.以及掌握平均速度的公式.
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