Question

【題目】撐桿跳高是一項技術(shù)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。

(1)試定性地說明在這幾個階段中能量的轉(zhuǎn)化情況：_______________________________。

(2)在橫桿的后下方要放置厚海綿軟墊，原因是__________________。

A．增加身體與軟墊的接觸時間，使人受到的沖力減小

B．減少身體與軟墊的接觸時間，使人受到的沖力減小

C．增加身體與軟墊的接觸時間，使人受到的沖力增大

D．減少身體與軟墊的接觸時間，使人受到的沖力增大

(3)若不計越過橫桿時的水平速度，運動員過桿后做自由落體運動，其重心下降4.05m時身體接觸軟墊，身體與軟墊的接觸時間為0.90s，最終靜止在軟墊上。已知運動員的質(zhì)量為65 kg，重力加速度g取10 m/s2。由此可知，軟墊對運動員平均作用力的方向為____________（選填“豎直向上”或“豎直向下”），大小為_____N。

Answer 1

【答案】 運動員助跑階段，身體中的化學能轉(zhuǎn)化為人和撐桿的動能：起跳時，運動員的動能和身體中的化學能轉(zhuǎn)化為撐桿的彈性勢能，撐桿的彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為人和撐桿的重力勢能和動能，使人體升高至橫桿上；越過橫桿后，運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。 A 豎直向上 1300N

【解析】（1）運動員助跑階段，身體中的化學能轉(zhuǎn)化為人和撐桿的動能：起跳時，運動員的動能和身體中的化學能轉(zhuǎn)化為撐桿的彈性勢能，撐桿的彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為人和撐桿的重力勢能和動能，使人體升高至橫桿上；越過橫桿后，運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
（2）人在和地面接觸時，人的速度減為零，以向上為正，由動量定理可得：
，所以；
而腳尖著地可以增加人著地的時間，由公式可知可以減小受到地面的沖擊力，而動量減小量和合力沖量是一定的，故A正確，BCD錯誤；
（3）自由下落階段： 得：

以向上為正，由動量定理可得：
得： ，方向豎直向上。