Question

舉重運動是力量和技巧充分結合的體育項目.就“抓舉”而言，其技術動作可分為預備、提杠鈴、發(fā)力、下蹲支撐、起立、放下杠鈴等六個步驟，如圖9所示照片表示了其中的幾個狀態(tài).現測得輪子在照片中的直徑為1.0 cm，在照片上用尺量出從發(fā)力到支撐，杠鈴上升的距離為1.3 cm.已知運動員所舉杠鈴的直徑是45 cm、質量為150 kg,運動員從發(fā)力到支撐歷時0.8 s，（1）試估算這個過程中杠鈴向上運動的最大速度；（2）若將運動員發(fā)力時的作用力簡化成恒力，則該恒力有多大？

圖9

Answer 1

解析：(1)由題意知，杠鈴實際發(fā)生的位移大小為h=1.3×45 cm=0.585 m.              ①

設杠鈴向上運動的最大速度為v_m,若將杠鈴的整個運動過程看作先勻加速后勻減速運動，則杠鈴全程的平均速度=v_m.                                                   ②

h=v t                                                                       ③

得：v_m=m/s=1.5 m/s.                                             ④

(2)杠鈴達最大速度后運動員可不再對杠鈴施加作用力即可完成支撐狀態(tài)，所以杠鈴減速運動時間t₂==0.15 s                                                          ⑤

加速時間t₁=t-t₂=0.65 s,                                                        ⑥

加速過程加速度a₁==2.31 m/s²                                                                       ⑦

由牛頓第二定律得F-mg=ma₁,                                                   ⑧

所以F=mg+ma₁=1.8×10³ N.                                                     ⑨

答案：v_m=1.5 m/s,F=1.8×10³ N