(2009?海淀區(qū)二模)撐桿跳高是一項技術性很強的體育運動,完整的過程可以簡化成如圖所示的三個階段:持桿助跑、撐桿起跳上升、越桿下落.在第二十九屆北京奧運會比賽中,身高1.74m的俄羅斯女運動員伊辛巴耶娃以5.05m的成績打破世界紀錄.設伊辛巴耶娃從靜止勻加速助跑距離s=32m,速度達到v=8.0m/s時,撐桿起跳,使重心升高h1=4.20m后越過橫桿,重心下降h2=4.05m時身體接觸軟墊,從最高點到落地過程中水平位移x=0.9m.已知伊辛巴耶娃的質(zhì)量m=65kg,重力加速度g取10m/s2,不計撐桿的質(zhì)量和空氣的阻力.求:
(1)伊辛巴耶娃勻加速助跑的加速度;
(2)如果伊辛巴耶娃只是通過借助撐桿把助跑提供的動能轉(zhuǎn)化為上升過程中的重力勢能,她最多能使自身重心升高多少?
(3)伊辛巴耶娃在撐桿起跳上升階段至少要做多少功?
分析:(1)對勻加速助跑過程運用速度位移關系公式列式求解即可;
(2)根據(jù)機械能守恒定律列式求解即可;
(3)先對越過橫桿過程運用平拋運動的分位移公式求解平拋的初速度;然后對上升過程運用動能定理列式求解.
解答:解:(1)設助跑距離為s,由運動學公式v2=2as
解得 a=1m/s2
(2)運動員上升過程,根據(jù)機械能守恒有:
1
2
mv2=mgh

解得h=3.2 m
(3)設運動員在最高點水平速度為vx,運動員在下落階段做平拋運動
h2=
1
2
gt2

x=vxt
解得v=1.0m/s
設起跳撐桿上升階段所做的功為W,由功能關系有:W+
1
2
mv02=mgh1+
1
2
mv
 
2
x

解得:E=683J
答:(1)伊辛巴耶娃勻加速助跑的加速度為1m/s2;
(2)如果伊辛巴耶娃只是通過借助撐桿把助跑提供的動能轉(zhuǎn)化為上升過程中的重力勢能,她最多能使自身重心升高3.2m;
(3)伊辛巴耶娃在撐桿起跳上升階段至少要做683J的功.
點評:本題關鍵明確運動員的三段運用過程的特點,然后分階段選擇相應的規(guī)律列式求解,不難.
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(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距離;
(2)伊辛巴耶娃在撐桿起跳上升階段至少要做的功;
(3)在伊辛巴耶娃接觸軟墊到速度減為零的過程中,軟墊對運動員平均作用力的大。

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