中学校本教材《体育运动中的高考物理知识》

　市第三十四中学校本教材 体育运动中的高考物理知识 第一章 体育运动中的物理知识体育是我们最喜欢的课程，平时同学们在体育课中，进行各种各样的体育活动，其实每一项体育运动中都渗透着许多物理知识体育与物理形同兄妹般亲密一、举重中的物理知识　 在举重比赛中，运动员上场之前总要在手上擦些“白粉”这种白色粉末叫“碳酸镁”，人们通常又称之为“镁粉”碳酸镁质量很轻，具有很强的吸湿作用运动员在比赛时，手掌心常会冒汗，这对体操和举重运动员来说非常不利因为湿滑的掌心会使摩擦力减小，使得运动员握不住器械，不仅影响动作的质量，严重时还会使运动员从器械上跌落下来，造成失误，甚至受伤碳酸镁能吸去掌心汗水，同时还会增加掌心与器械之间的摩擦力这样，运动员就能握紧器械，有利于提高动作的质量举重的基本原理是应用经典力学方法建立搬举动作的力学模型,定义下肢与地面夹角θ为广义坐标,考虑均匀举重方式,假定重物提升y1和躯干角α与θ的微分约束关系,通过对多刚体系统动力学方程求解,求得髋角β的加速度曲线及髋部的内力和内力矩,并求得便于深入讨论力学及理解析表达式.通过分析表明,举重动作髋部内力、内力矩大小主要和举重时角加速度有关,尽量控制以均匀方式举重方式是举重的理想方式. 二、跑步中的物理知识摩擦力：短跑运动员在短跑时要换穿短跑运动鞋，这种鞋的底部安有小钉，运动员在高速奔跑时，小钉可以扎进跑道，有效地防止运动员打滑摔倒。

跑步快慢，需要根据双脚与地面的摩擦力大小穿钉鞋跑步可增大摩擦若鞋底较滑，摩擦力小，不利于跑步 惯性：跑步越向内跑道，跑的越快，这是向心力的缘故跑到终点后，会继续前进一段路程，这是惯性在起作用压强：跑步50米，脚跟不着面，脚尖着地为了增大压强 加速度：起跑时要增大加速度，即启动快惯性：跑到终点后，会继续前进一段路程三、游泳中的物理知识减小摩擦力：游泳时戴游泳帽，穿游泳衣游泳穿“鲨鱼衣”在游泳比赛中，运动员常穿特殊的游泳衣──“鲨鱼衣”穿这种游泳衣的目的是减小运动员与水之间的摩擦，提高成绩 增加摩擦力：穿着衣服游泳阻力较大，游得慢 作用力与反作用力：人四肢对水有向后的力的作用，水对人有向前的推力作用自由落体和竖直上抛：跳水运动四、球、投篮、乒乓球、足球等球类中的物理知识①力能改变物体的运动状态 ②力能使物体发生形变 ③接球，击球时球从运动→静止，静止→动④球击中网，网会发生变形⑤斜抛：以一定的角度投掷，射程越远 ⑥机械能：动能和势能相互转化（一）铅球（标枪）速度：速度快，瞬间爆发力，投得就远因为初速度越大，动能越大，投掷的也越远我们查阅书本知识知道S=v2Sin2a/g，当a不变v越大S也越大。

当v不变时，a=45时，S最大弧线越高，球的爆发力越大二）投篮：角度成450角投进的成功率较高　　距离越近，投进的成功率碰板时，几度打过去，会几度弹回来查阅相关的知识我们作出的解答是：在碰板中，若以几度打过去，就会以几度返回来，这道理与光的反射定律是相似的对于投篮距离越近，投中率越高，是因为球在前进过程中还一边不断地下落，若距离近一些，下落的距离也会小一些，这样命中率也就大了三）乒乓球中的物理知识接球，击球时球从运动→静止，静止→运动力能使物体发生形变，球击中网，网会发生变形气体的热胀冷缩现象，当乒乓球瘪了，放入热水中一烫，就会恢复原状能的转化和守恒定律，从高出落下，再回升，势能→动能→势能越高的地方落下，转化成的动能越大，被反弹上去越高　　（四）足球中的物理知识　．球越滚越慢在球场上踢出的球越滚越慢，最终停下来这是因为踢出的足球由于惯性要保持原来的运动状态，沿原来的运动方向继续滚动；而在运动方向上只受到了滚动摩擦力的作用，这个阻力改变了足球的运动状态，阻碍足球滚动，使球越滚越慢，所以球最终停止运动　．守门员接球当队员大脚射门时，球速可以高达100千米/小时如果守门员用胸部停球，那么胸部所受到的冲力将高达1500牛；如果用手接球，冲力要减少到500牛。

这是因为通过手臂的运动可使球的制动距离延长3倍的缘故　　．守门员扑点球守门员扑点球时，扑住的成功率一般只与守门员的判断反应能力有关，为什么呢？因为点球的位置距球门只有9．15米，射门时球速可以高达100千米/小时，这样球到球门的时间大约是0．32秒，而人脑的反映时间大约是0．6秒，这样足球到球门的时间就会远远小于人脑的反映时间，所以守门员根本没有时间调整自己的意识，因此点球的扑住与否跟守门员对进球方向的预先判断直接有关正是由于这种原因我们在看点球大战时，球明明向球门左边飞去而守门员却扑向右边就不足为奇了　 ．运动员绊倒时前倾快速奔跑的运动员被对方运动员的脚或身体绊住时，都是向前倾倒出现这种情况的原因是：人的下半身由于被绊住而停止了运动，上身却由于惯性仍保持原来的运动状态继续向前运动，于是奔跑的运动员绊倒时向前倾倒　　．喷雾疗伤在足球比赛中，运动员相互碰撞跌倒后，常看到运动员双手抱腿，在地上翻滚这时，队医就会迅速进场，从药箱中取出一只瓶子，对着球员的伤痛处喷出一股白雾，一会，伤员疼痛消失，就可以重新入场比赛了实际上这是因为瓶中装的是“冷气雾镇痛”，它是由氟氯甲烷配一些镇痛治伤药组成，这种药液从喷嘴喷到伤处时，迅速汽化成雾状。

由于汽化要吸收大量的热量，运动员受伤处温度将急剧下降，血管收缩，神经麻痹，于是痛感就很快消失　　．弧线球的形成我们在看球时，经常听到解说员说：球在空中划着美丽的弧线，直挂球门死角那么球为什么在空中划着美丽的弧线呢？那是因为运动员在踢球时，用脚的内侧或外侧摩擦球使球在空中水平方向运动，这样就造成了球的水平两侧的气流速度大小不一样，根据气体流速与压强的关系，空气对球在水平方向上的力的大小也就不一样，所以球在前进的同时，还在与球前进方向垂直的水平方向上发生弯曲，从而造成了“美丽的弧线” 　　(五)、跳高、跳远中的物理知识克服重力做功：挑选体重较轻的人参加跳高、跳远运动员往往选择体重较轻的人参加，这是因为跳高、跳远时要克服重力做功起跳的越有力，跳的越远，这是由于力的作用是相互的 背越式跳高：从动作结构上来看，背越式在起跳脚放上起跳点瞬间，身体重心比较高而靠近起跳点的垂线因此，起跳力量的垂直分力比较大，起跳中身体重心升高得快这些特点可以使背越式运动员在更高的速度下起跳跳高是属于垂直跳跃项目，尽管腾起后受水平速度的影响，但重心轨迹仍按抛物线运动六)、拔河比赛中的物理知识摩擦生热：两队拔河时，手长久握住绳子会发烫，这是摩擦生热的原因。

重心低稳定性好：拔河时，尽量降低重心，这是因为重心越低稳定性越好摩擦力的大小与接触面的粗糙程度：地面越粗糙越有利，因为摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关牛顿第一运动定律:两队势均力敌时，绳子处于静止状态，二力平衡了 第二章 跟体育相关的高考物理试题赏析1、运动项目：海上滑板冲浪运动描述：匀速运动知识应用：平衡条件mgFFNθ水平牵引力水面滑板θ滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力F垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）．某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ＝37时（如图），滑板做匀速直线运动，相应的k＝54 kg/m，人和滑板的总质量为108 kg，试求（重力加速度g取10 m/s2，sin 37=，忽略空气阻力）：⑴水平牵引力的大小；⑵滑板的速率； ⑶水平牵引力的功率．2、运动项目：跳高运动描述：质点竖直向上先加速后减速到零的运动知识应用：牛顿第二定律，运动学公式，机械能守恒跳高是体育课常进行的一项运动小明同学身高1.70 m，质量为60 kg，在一次跳高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.40 s竖直跳离地面。

设他蹬地的力大小恒为1050 N，其重心上升可视为匀变速直线运动求小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量不计阻力，取g＝10 m/s23、运动项目：蹦床运动描述：质点竖直方向的加速与减速运动及与蹦床的相互作用知识应用：牛顿第二定律或动量定理，运动学公式或机械能守恒定律蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目，一个质量为60㎏的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处，已知运动员与网接触的时间为1.2s，若把这段时间内网对运动员的作用当做恒力处理，求此力的大小g =10m/s2）4、运动项目：接力赛中的接棒技术运动描述：匀加速运动质点与匀速运动质点在速度相等时的相遇知识应用：运动学公式甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s 的速度跑完全程;乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的.为了确定乙起跑的时机,需在接力区前适当的位置设置标记.在某次练习中,甲在接力区前s0=13.5 m 处作了标记,并以v=9 m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令.乙在接力区的前端听到口令时起跑,并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上,完成交接棒.已知接力区的长度为L=20 m.求：(1)此次练习中乙在接棒前的加速度a.(2)在完成交接棒时乙离接力区末端的距离.5、运动项目： 10米折返跑运动描述：受试者（质点）正向的加速匀速减速运动及折向后的加速匀速运动知识应用：运动学公式跑道起点终点线折返线木箱10m“10米折返跑”的成绩反应了人体的灵敏素质。

测定时，在平直跑道上，受试者以站立式起跑姿势站在起点终点线前，当听到“跑”的口令后，全力跑向正前方10米处的折返线，测试员同时开始计时受试者到达折返线处时，用手触摸折返线处的物体（如木箱），再转身跑向起点终点线，当胸部到达起点终点线的垂直面时，测试员停表，所用时间即为“10米折返跑”的成绩设受试者起跑的加速度为4m/s2，运动过程中的最大速度为4m/s，快到达折返线处时需减速到零，减速的加速度为8m/s2，返回时达到最大速度后不需减速，保持最大速度冲线求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少秒？6、运动项目：冰壶运动运动描述：冰壶（质点）的两种不同加速度的减速运动知识应用：运动学公式，牛顿第二定律或动能定理冰壶比赛是在水平冰面上进行的体育项目，比赛场地示意如图比赛时，运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以一定的速度滑出，使冰壶的停止位置尽量靠近圆心O为使冰壶滑行得更远，运动员可以用毛刷擦冰壶运行前方的冰面，使冰壶与冰面间的动摩擦因数减小设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ1=0.008，用毛刷擦冰面后动摩擦因数减少至μ2=0.004在某次比赛中，运动员使冰壶C在投掷线中点处以2m/s的速度沿虚线滑出。

为使冰壶C能够沿虚线恰好到达圆心O点，运动员用毛刷擦冰面的长度应为多少？（g取10m/s2）7、运动项目：高台跳水运动运动描述：运动员（质点）的竖直上抛运动知识应用：运动学公式，牛顿第二定律，机械能守恒跳水是一项优美的水上运动，如图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿其中陈若琳的体重约为30 kg，身高约为1.40m，她站在离水面10m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80m，竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80m设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s2结果保留2位有效数字）（1）求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间；（2）若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零，试估算水对陈若琳的阻力的大小8、运动项目：高空跳伞运动描述：运动员（质点）先加速再减速最后匀速知识应用：运动学公式，牛顿第二定律，能量守恒总质量为80kg的跳伞运动员从离地500m的直升机上跳下，经过2s拉开绳索开启降落伞，如图所示是跳伞过程中的v－t图，试根据图像求：（g取10m/s2）（1）t＝1s时运动员的加速度和所受阻力的大小。

2）估算14s内运动员下落的高度及克服阻力做的功3）估算运动员从飞机上跳下到着地的总时间9、运动项目：摩托车比赛直道加速技术运动描述：摩托车（质点）在直道先加速再减速然后进入弯道知识应用：运动学公式要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道求摩托车在直道上行驶所用的最短时间有关数据见表格启动加速度a14 m/s2制动加速度a28 m/s2直道最大速度v140 m/s弯道最大速度v220 m/s直道长度 s218 m10、运动项目：蹦极运动描述：人（质点）自由下落在绳拉紧后先加速后减速，在张力等于重力时速度最大知识应用：运动学公式，动能定理，牛顿第二定律“蹦极”是一种近年流行的能使人获得强烈超重．失重感觉的非常刺激．惊险的娱乐运动项目：人处在离水面上方几十米的高处（如高楼的楼顶．悬崖边．大桥上等）用橡皮绳之类的弹性绳(性质与弹簧相同)拴住身体，让人自然落下，落到一定位置时弹性绳拉紧，到接近水面时刚好速度为零，然后再反弹，一质量为49kg的勇敢者头戴重10N的头盔，开始下落时离水面的高度为76m，设计的系统使人落到离水面28m时弹性绳才开始绷紧，接近水面后经多次上下振动停在离水面18m处（忽略人的身高，空气阻力远小于重力，取g=10m/s2。

则(1)当他落到离水面50m左右位置时，戴着的头盔对他头部的作用力如何？为什么？(2)当他落到离水面15m左右的位置时（头朝下脚朝上），其颈部要用多大的力才能拉住头盔？1、解析：⑴以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得 FNcosθ＝mg FNsinθ＝F 解得：F ＝810 N⑵ FN＝kv2 解得：2、解析：根据牛顿第二定律：F－mg＝ma 解得a＝7.5m/s2经过t＝0.4s，人重心上升的高度h＝at2＝0.6m跳离地面时的速度v＝at＝3.0m/s所以机械能的增加量为 ΔE＝ΔEP＋ΔEK＝mgh+mv2 =360J+ 270J =630J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=630J3、解析：在下落和弹起两阶段，分别应用机械能守恒得 解得 m/s m/s在与蹦床作用的阶段 m/s2（以竖直向下为正方向）运动员受到两个力，根据牛顿第二定律 所以 N4、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 ① ② ③根据位移关系有 ④联立①②③④式解得： 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 m5、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：s； m 减速阶段：s； m匀速阶段： s由折返线向起点终点线运动的过程中加速阶段：s； m 匀速阶段： s受试者“10米折返跑”的成绩为： s6、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 ③s为投掷线到圆心O的距离设冰壶的初速度为，由动能定理得 ④联立以上各式，解得 m ⑤7、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 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，则解得下落过程的时间 t2＝s≈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 解得 f＝1.3103N8、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m/s2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=3922m＝156m根据动能定理，有 所以有 J（3）14s后运动员做匀速运动的时间为 s运动员从飞机上跳下到着地需要的总时间 t ＝t1＋t2＝（14＋57）s＝71s9、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 m的距离,这样用时最短。

如果加速到最大速度再减速，则m，由于距离太小无法减速到20 m/s设加速的末速为v加速阶段 ，减速阶段 ，根据s ＝s1＋s2解得 v=36m/s故最短时间t=t1+t2=9s+2 s=11 s10、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 N/m 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 m/s2对头盔 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 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： 解得：s2＝74.8 m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，同时忽略他的水平运动。

当然，这两点题目都作了说明，所以一定程度上“建模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛运动的物理模型解析：在定性地把握住物理模型之后，应把这个模型细化，使之更清晰可画出如图所示的示意图由图可知，运动员作竖直上抛运动，上升高度h，即题中的0.45m；从最高点下降到手触到水面，下降的高度为H，由图中H、h、10m三者的关系可知H=10.45m由于初速未知，所以应分段处理该运动运动员跃起上升的时间为：s从最高点下落至手触水面，所需的时间为：s所以运动员在空中用于完成动作的时间约为：=1.7s点评：构建物理模型时，要重视理想化方法的应用，要养成画示意图的习惯例5、（2006年四川高考试题23，16分）荡秋千是大家喜爱的一项体育活动随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣假设你当时所在星球的质量是M、半径为R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90，万有引力常量为G那么， （1）该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？（2）若经过最低位置的速度为v0，你能上升的最大高度是多少？解析：（1）设人的质量为m，在星球表面附近的重力等于万有引力，有mg星= ①解得g星= ②（2）设人能上升的最大高度为h，由功能关系得= ③解得h= ④知识扩展扩展一：拔河比赛只是比力气吗？ 解析：拔河比赛比的是什么？很多人会说：当然是比哪一队的力气大喽！实际上，这个问题并不那么简单。

根据牛顿第三定律（即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上），对于拔河的两个队，甲对乙施加多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素对拔河的两队进行受力分析就可以知道，只要所受的拉力小于与地面的最大静摩擦力，就不会被拉动因此，增大与地面的摩擦力就成了胜负的关键首先，穿上鞋底有凹凸花纹的鞋子，能够增大摩擦系数，使摩擦力增大；还有就是队员的体重越重，对地面的压力越大，摩擦力也会增大大人和小孩拔河时，大人很容易获胜，关键就是由于大人的体重比小孩大 另外，在拔河比赛中，胜负在很大程度上还取决于人们的技巧比如，脚使劲蹬地，在短时间内可以对地面产生超过自己体重的压力再如，人向后仰，借助对方的拉力来增大对地面的压力，等等其目的都是尽量增大地面对脚底的摩擦力，以夺取比赛的胜利 扩展二：推铅球要推得远，出手的仰角应采用45吗？还是较45小些或大些？ 解析：许多中学物理教科书中，都讨论过这样的问题： 设一抛体以一定的速率斜向上抛射，如果空气阻力可以忽略，则它落回抛掷点同一水平时，其水平距离以仰角为45时为最大。

但是，推铅球的抛掷点不是在地面上，而是离地一段高度h，如图所示图中表示，以同一出手速率作45及40仰角抛掷，当落回抛掷点同一水平时，水平距离以45者较大但是，当它们落到地面时，水平距离却以40者较大 通过复杂的计算，获得以下的结论：推铅球欲得最大的距离，其出手的仰角应小于45，这个角度随出手速度的增大而增大，而随出手高度的增大而减小对出手高度为1.7米～2米，而出手速度为8～14米／秒的人来说，出手仰角应为38～42准确数字可从体育理论中由曲线查得 至于其它掷类，受空气的作用力影响较大，各有不同的最佳仰角例如掷铁饼为30～35；标枪为28～33；链球为42～44 扩展三：推铅球时为什么要滑步？解析：在田径运动会上，投掷手榴弹和标枪的运动员，大都是用助跑的方法，在快速奔跑中把投掷物投掷出去这是为了使投掷物在出手以前就有较高的运动速度，再加上运动员有力的投掷动作，投掷物就能飞得更远回忆一下运动的合成与分解） 推铅球时，运动员被限制在固定半径的投掷圈内，根本无法通过助跑来提高铅球的初速度如果站在那儿不动，把处于静止状态的铅球投掷出去，那是投掷不远的在物理学中我们学过动量定理： FΔt=mΔv 由此可知，要使铅球在出手前就有较大的运动速度，必须增加给铅球施加作用力的时间（在作用力不变的情况下）。

所以，铅球运动员大都是采用背向滑步的方法：先把上身扭转过来，背向投掷方向，然后摆腿、滑步、前冲，再用力推出铅球通过这一系列的动作，使铅球在推出前就已具有较大的运动速度对于优秀的运动员来说，滑步推铅球比原地推铅球可增加约2米的成绩 扩展四：为什么短跑要采用蹲踞的姿势？解析：在桌面上竖立一段木棒，在底部轻轻水平推动，木棍可以直立移动，但如果用力过大，木棒就会向后翻倒 (a) (b) (c) (d)如（a）图所求，木棒被推时，它的底部受到两个力，一是推力P，一是桌面的托力Q这两力的合力为F 如果F通过木棒的重心，木棒就不会发生倾斜 反之，如果F不通过重心，木棒就发生倾斜而向后翻倒，如图（b）所示 现在，左手托着木棒使它斜立，突然放手，同时，以右手用力推动木棒底部若P力大小适合，木棒就不会向后翻倒，能够向前加速一段路程，如图（c）所示 短跑是分秒必争的径赛，必须争取较大的起跑加速度，也就是起跑时向前推力P要足够大如果直立起跑，就会发生身体后仰的现象因此，采用蹲踞的姿势起跑，使地面（或助跑器）作用于足部的合力F通过人体的重心，如图（d）所示，人体就不会后仰扩展五：在游自由泳时，下肢怎样获得推进力？作自由泳时，下肢是上下打水，为什么可能获得向前的推进力？试用分力的概念说明。

解析：由牛顿第三运动定律：作用力与反作用力大小相等而方向相反 蛙泳时，双脚向后蹬水，水受到向后的作用力，则人体受到向前的反作用力，这就是人体获得的推进力但是，在自由泳时，下肢是上下打水，为什么却获得向前的推进力呢？ 图中表示人体作自由泳时，下肢在某一时刻的运作：右脚向下打水，左脚向上打水由图可见，由于双脚与水的作用面是倾斜的，故双脚所受的反作用力P和Q是斜向前的（水所受的作用是斜向后的）P的分力为P1和P2，而Q的分力为Q1和Q2P1和Q1都是向前的分力，也就是下肢获得的推进力 同样道理，鱼类在水中左右摆尾，却获得向前的推进力，也是由于向前的分力所致高考模拟试题一】1、下列情况中的速度，属于平均速度的是 （ ） A、百米赛跑的运动员冲过终点线时的速度为9.5m／s B、由于堵车，汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m／s C、返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m／s D、子弹射到墙上时的速度为800m／s 2、武汉市水果湖建有一座李白放鹰台，每年春天吸引许多游客前往放风筝，会放风筝的人，可使风筝静止在空中，下图的四幅图中AB代表风筝截面，OL代表风筝线，风向水平，风筝可能静止的是（ ） 3、如下图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面，若女运动员做圆锥摆时和竖直方向的夹角约为，女运动员的质量为m，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r，求这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度。

4、下图是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿，跳台距水面高度为10m，此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1m，当她下降到手触及水面时要伸直，双肩做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面大约也是1m，若从最高点到手触及水面的过程中其重心看作是自由落体运动，那么（1）她在空中完成一系列动作可利用的时间为多少？（2）入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5m处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍？5、（2007年物理高考试题）甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持 9m/s 的速度跑完全程：乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记在某次练习中，甲在接力区前 S0 = 13.5m 处作了标记，并以 V=9m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒已知接力区的长度为 L = 20m 求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离6、（2006年高考题17题）蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。

一个质量为 60kg 的运动员，从离水平网面 3.2m 高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面 5.0m 高处已知运动员与网接触的时间为 1.2s若把在这段时间内网对运动员的作用力当作恒力处理，求此力的大小g＝10m/s2）7、（2006年北京高考试题22题，16分）下图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图，整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道DE，以及水平的起跳平台CD组成，AB与CD圆滑连接 运动员在助滑雪道AB上由静止开始，在重力作用下，滑到D点水平飞出，不计飞行中的空气阻力，经2s在水平方向飞行了60m，落在着陆雪道DE上，已知从B点到D点运动员的速度大小不变，（g=10m/s2），求（1）运动员在AB段下滑到B点的速度大小；（2）若不计阻力，运动员在AB段下滑过程中下降的高度模拟试题一答案】1、B 2、B3、解析：女运动员受力如下图所示答案：，4、解析：将运动员视为一个全部质量集中在其重心位置的一个质点，运动员从最高点到手触及水面的过程中所经历的时间即为她在空中完成一系列动作可利用的时间，设为t，则对运动员从最高点到其重心下沉到离水面约2.5m处的过程应用动能定理可得即水对运动员的阻力为她自身重力的3.9倍。

5、（1）a=3m/s2（2）s=6.5m6、解答：将运动员看作质量为 m 的质点，从 h1 高处下落，刚接触网时速度的大小（向下）弹跳后到达的高度为 h2，刚离网时速度的大小（向上）速度的改变量（向上）以 a 表示加速度，△t 表示接触时间，则接触过程中运动员受到向上的弹力 F 和向下的重力 mg由牛顿第二定律，由以上五式解得，代入数值得N7、解析： （1）运动员从D点飞出时的速度v=依题意，下滑到助滑雪道末端B点的速度大小是30 m/s（2）在下滑过程中机械能守恒，有mgh=下降的高度h=【模拟试题二】1、下列情况中的速度，属于平均速度的是 （ ） A、百米赛跑的运动员冲过终点线时的速度为9.5m／s B、由于堵车，汽车在通过隧道过程中的速度仅为1.2m／s C、返回地球的太空舱落到太平洋水面时的速度为8m／s D、子弹射到墙上时的速度为800m／s2、（选做）（2006年20）一位质量为m的运动员从下蹲状态向上起跳，经Δt时间，身体伸直并刚好离开地面，速度为v在此过程中，A、地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为mv2B、地面对他的冲量为mv+mgΔt，地面对他做的功为零C、地面对他的冲量为mv，地面对他做的功为mv2D、地面对他的冲量为mv－mgΔt，地面对他做的功为零3、跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，已知运动员和他身上装备的总重量为，圆顶形降落伞的重量为，有8条相同的拉线一端与飞行员相连（拉线重量不计），另一端均匀分布在伞面边缘上（下图中没有把拉线都画出来），每根拉线和竖直方向都成30角。

那么每根拉线上的张力大小为（ ） A、 B、C、 D、 4、本届冬奥会中，预赛排名第一的中国选手韩晓鹏以完美的动作姿态和稳定的落地动作力压各路高手夺冠，这是我国雪上项目所获得的第一枚奥运会金牌它在中国雪上项目实现了“零的突破”假设一质量为60kg的滑雪运动员，从圆弧形坡面上由静止下滑，下落20m高至一水平平面后再水平滑出，然后落在倾角为37的斜坡上，如图所示若落地点到水平抛出点的距离为100m，一切摩擦阻力不计，求运动员在下滑过程中做功多少g取） 5、民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标若运动员骑马奔驰的速度为，运动员静止时射出的弓箭速度为，直线跑道离固定目标的最近距离为d要想在最短的时间内射中目标，则运动员放箭处离目标的距离应该为 A、 B、 C、 D、 6、跳高特别是撑杆跳高，是一项非常刺激的体育运动项目，运动员借助撑杆腾空而起的英姿使许多人为之着迷如图所示，表现了撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、跨越横杆，在雅典奥运会上俄罗斯的伊辛巴耶娃以4米91的成绩夺得女子撑杆跳的金牌则可估计运动员上升过程中的平均速度为多少？（g取） 7、（选做）一个质量为50g的网球以30m/s的速率水平向右飞行，又以30m/s的速率被水平打回（如下图）。

试求： （1）打回前球的动量；（2）打回后球的动量；（3）该球打回前后动量的变化量 8、下图是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿，跳台距水面高度为10m，此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1m，当她下降到手触及水面时要伸直，双肩做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面大约也是1m，若从最高点到手触及水面的过程中其重心看作是自由落体运动，那么 （1）她在空中完成一系列动作可利用的时间为多少？（2）入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5m处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍？【模拟试题二答案】 1、B 2、B 3、D 解析：设每根拉线上的张力为T，把T正交分解，因为伞保持匀速降落，人也匀速降落所以有 答案：D 4、人做平抛运动的时间， 水平速度 人由静止下滑，人做功为W，则，代入数据， 5、B 6、可以把伊辛巴耶娃上升阶段当作竖直上抛运动来处理由，得，所以 7、解：网球被打回前后的运动都在水平方向，选取水平向右的方向为正方向 （1）打回前球的动量动量的方向与正方向相同，水平向右2）打回后球的动量负号表示动量的方向与正方向相反，水平向左。

3）打回前后动量的变化量△p为负值，表示其方向与规定的正方向相反，即打回前后动量变化量的方向水平向左 8、解：将运动员视为一个全部质量集中在其重心位置的一个质点，运动员从最高点到手触及水面的过程中所经历的时间即为她在空中完成一系列动作可利用的时间，设为t，则 对运动员从最高点到其重心下沉到离水面约2.5m处的过程应用动能定理可得 即水对运动员的阻力为她自身重力的3.9倍 第四章 物理谜语猜猜看（换种方式看物理） 谜面 谜底不结盟运动（打一体育词语） 国际排联不拘一格荐英才（打一体育词语） 推人犯规不拘一格降人才（打一体育词语） 自由体操不可沽名学霸王（打一体育词语） 无效，弱项不是冠军不交手（打一体育词语） 单打第一不应有恨（打一体育词语） 闭气不再让人穿小鞋（打一体育词语） 大脚解围不知天上宫阙（打一体育词语） 盘带，空门不准凶横（打一体育词语） 禁区不足为外人道也（打一体育词语） 短传配合布谷处处催春种（打一体育词语） 快速插上猜迷要选好迷猜（打一体育词语） 挑射猜谜初步（打一体育词语） 射门长河落日圆（打一体育词语） 水球朝为田舍郎，暮登天子堂（打一体育词语） 男子跳高尘（打一体育词语） 前半场闯江湖（打一体育词语） 冲浪吃一堑长一智（打一体育词语） 边惕生持久战（打一体育词语） 打延长期冲宵汉（打一体育词语） 高尔夫虫（打一体育词语） 中线，带球出家（打一体育词语） 射入空门说上两句赶快溜（打一体育词语） 短道速滑独到江边去植树（打一体育词语） 单杠落荒而逃（打一体育词语） 越野跑海的世界（打一体育词语） 水球长寿丸（打一体育词语） 保龄球地道（打一体育词语） 田径好酒！（打一体育词语） 女子曲棍球好！（打一体育词语） 女子棒球退步有奖（打一体育词语） 拔河双手赞成（打一体育词语） 举重说话口气（打一体育词语） 柔道跃进跃进再跃进（打一体育词语） 三级跳远农林牧副渔兴旺（打一体育词语） 五项全能二（打一体育词语） 高低杠两把刀，不切菜，脚一蹬，跑得快。

打一体育词语） 滑冰刀一个白娃娃，二人跟他耍，跑到谁跟前，照头打一下（打一体育词语） 乒乓球没到手抢它，抢到手扔它，越是喜欢它，越是要扔它打一体育词语） 篮球一物生来真轻巧，身长羽毛不是鸟，没有翅膀空中飞，落地没脚难起跳打一体育词语） 羽毛球是马不吃草，有腿不走道，天天在操场，人人把它跳打一体育词语） 木马说来也奇怪，有毛不是鸟，无翅空中飞，无腿脚上跳打一体育词语） 毽子叫马，不会跑，（打一体育词语） 木马叫球，不能打，（打一体育词语） 铅球叫铃，摇不响，（打一体育词语） 哑铃叫饼，吃不下打一体育词语） 铁饼会吃没有嘴，会走没有腿，过河没有水，胜了不骄傲，败了不气馁打一体育词语） 象棋十九乘十九，黑白两对手，有眼看不见，无眼难活久打一体育词语） 围棋一张图，六个角，三群小猴来赛跑，有的走来有的跳，比比赛赛谁先到打一体育词语） 跳棋明察秋毫（打一物理仪器） 显微镜上下一体（打一物理单位） 卡屡教不改（打一物理概念） 惯性地下侦察兵（打一物理学家） 伏特尺子（打一物理名词） 能量瀑布（打一物理名词） 直流离婚（打一物理名词） 绝缘死胡同（打一物理名词） 断路返航线（打一物理名词） 回路冲胶卷（打一物理名词） 现象岿然不动（打一物理名词） 静止谜底作谜面（打一物理名词） 反射势均力敌（打一物理名词） 平衡稍微放心（打一物理量单位） 微安悄悄过河（打一物理名词） 密度付（打一物理名词） 半导体捷径（打一物理名词） 短路归途（打一物理名词） 回路山坡（打一物理名词） 斜面离婚（打一物理名词） 绝缘歌无词（打一物理名词） 光谱哈哈镜（打一物理名词） 失真景德镇（打一物理名词） 磁场回光返照（打一物理名词） 折射冲洗底片（打一物理名词） 现象屡战屡败（打一物理名词） 负极水上分别（打一物理名词） 游离斤斤计较（打一物理名词） 比重高炉冶炼（打一物理名词） 热处理风平浪细（打一物理名词） 微波天涯若比邻（打一物理名词） 遥感 短路待产（打一物理名词） 等离子处处闻啼鸟（打一物理名词） 共鸣大家都来量体温（打一物理名词） 比热待到朱颜改物理名词（打一物理名词） 等容变化咫尺天涯（电学名词二） 短路、绝缘嘉奖胜利（物理名词一） 夸克家徒四壁（物理名词） 空间苦修圣言先贤书（物理名词） 经典力学功课不好怎么办（物理名词） 应用力学（应-用力-学）谁敢砸瓮救溺童（物理名词一） （司马）光能交上坏朋友（物理名词一） 接触不良不重生男重生女（物理名词） 轻子打遍天罡无敌手（物理常数） 36伏暑假补课（物理学科名） 热学死胡同（打一物理名词） 断路返航线（打一物理名词） 回路冲胶卷（打一物理名词） 现象岿然不动（打一物理名词） 静止谜底作谜面（打一物理名词） 反射稍微放心（打一物理量单位） 微安悄悄过河（打一物理名词） 密度付（打一物理名词） 半导体捷径（打一物理名词） 短路歌无词（打一物理名词） 光谱景德镇（打一物理名词） 磁场回光返照（打一物理名词） 折射你声小它装哑，你高声它回答，专要俏学腔调，找遍天涯不见它。

猜一物理学现象） 回声房间只有绿豆大，万千兄弟都住下，电子器件新一代，生来追求小型化猜一无线电元件） 集成电路闪闪一银河，风吹不起波，遇热河水涨，遇冷河水落猜一物理实验仪器） 温度计一个老汉，肩上挑担，为人公正，偏心不平猜一物理实验仪器） 天平来无影，去无踪，能传景，能传声猜一物理现象） 电磁波顺风耳，千里眼两种绝技一身兼，交谈不愁隔天涯，有它宛如面对面猜一物） 电视电话通道还比头发细，保密性好容量巨，能打电话能发报，互不干扰极便利猜一物） 光导纤维通信横看成岭侧成峰，远近高低各不同，可制电影和电视军事医疗都运用猜一物） 全息照相嘉奖胜利（打一物理名词） 夸克无词歌（打一物理名词） 光谱浪打浪（打一物理名词） 冲击波一心只读圣贤书（打一物理名词） 光学杯弓蛇影（打一物理名词） 视差光阴似箭（打一物理名词） 时速退居二线（打一物理名词） 位移破涕为笑（打一物理名词） 变相我自巍然不动（打一物理名词） 固体外强中干（打一物理名词） 表面能暑期攻读（打一物理名词） 热力学淘汰赛（打一物理名词） 输出火炬接力（打一物理名词） 热传递两耳不闻窗外事（打一物理名词） 抗干扰心切切盼儿归（打一物理名词） 等离子喜怒哀（打物理过程） 三态变化疏通河道（打物理名词） 整流考工（打一物理名词） 核技术攻书不畏难（打一物理名词） 应用技术谢绝送礼（打一物理名词） 反馈心有灵犀一点通　（打一物理名词） 互感一人唱万人合（打一物理名词） 共鸣车如流水马如龙（打一物理名词） 行频明察秋毫（打一物理现象） 毛细现象等量齐观（打一物理过程） 长度测量取长补短（打一物理名词） 平均值半斤八两（打一物理过程） 质量单位换算物换星移（打一物理名词） 机械运动习与性成（打一物理名词） 惯性势均力敌（打一物理名词） 二力平衡事半功倍（打一物理名词） 效率热火朝天（打一物理名词） 空气对流近朱者赤，近墨者黑（打一理名词） 扩散一孔之见（打一物理现象） 小孔成像不分青红皂白（打一物理名词） 色盲随声附和（打一物理现象） 回声回光反照（打一物理现象） 光的反射万变不离其宗（打一物理现象） 能的转化和守恒一手遮天（打一物理现象） 光沿直线传播以静制动（打一物理名词） 静摩擦表里如一（打一物理名词） 密度闹矛盾（打一物理名词） 摩擦屡教不改，本性难移（打一物理名词） 惯性给聋子带耳机（打一物理名词） 无用功咱们工人有力量（打一物理名词。