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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、提杠发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等动作,如图所示表示了其中的几个状态.在“提杠发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;“下蹲支撑”阶段,运动员不再用力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零.

(1)为了研究方便,可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为较为简单的运动过程来处理,请定性画出相应的速度-时间图象.
(2)已知运动员从开始“提杠发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s,杠铃总共升高0.6m,求杠铃获得的最大速度.
(3)若杠铃的质量为150kg,求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小.
分析:根据题意,可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为较为简单的匀加速直线运动和匀减速直线运动过程,并画出图象;匀加速直线运动和匀减速直线运动过程的合位移即图象中的面积,求出vm;求出上升过程的加速度,由牛顿第二定律可求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小.
解答:解:(1)由题意,杠铃先匀加速直线运动后匀减速直线运动故图象为

    (2)设杠铃的最大速度为vm,加速阶段上升的高度为h1,时间为t1
减速阶段上升的高度为h2,时间为t2,全程高度为H,总时间为t.
图中三角形的面积表示杠铃上升的总高度,为:h1+h2=H=
1
2
vmt

可得vm=
2H
t
=
2×0.6
0.8
=1.5m/s

(3)下落为自由落体运动t2=
vm
g
=
1.5
10
=0.15s

       t1=t-t2=0.65s
      杠铃加速上升的加速度为:
a1=
vm
t1
=
1.5
0.65
=2.31m/s2

 由牛顿第二定律得:F-mg=ma
求得:F=m(g+a)=150×(10+2.31)N=1846N
点评:考查了牛顿运动定律,实际问题转化为物理问题的技巧,应用物理规律.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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、提杠发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等动作,如图所示表示了其中的几个状态.在“提杠发力”阶段,运动员对杠铃施加恒力作用,使杠铃竖直向上加速运动;“下蹲支撑”阶段,运动员不再用力,杠铃继续向上运动,当运动员处于“下蹲支撑”处时,杠铃的速度恰好为零.为了研究方便,可将“提杠发力”、“下蹲支撑”两个动作简化为匀变速运动过程来处理.已知运动员从开始“提杠发力”到“下蹲支撑”处的整个过程历时0.8s,杠铃总共升高0.6m.
(1)求杠铃获得的最大速度.
(2)若杠铃的质量为150kg,求运动员提杠发力时对杠铃施加的作用力大小. (g取10m/s2

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科目:高中物理 来源: 题型:

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是直径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?

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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

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科目:高中物理 来源: 题型:

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,在照片上用尺量出从发力到支撑,杠铃上升的距离为1.6cm.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?

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