撐桿跳高是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的體育運(yùn)動(dòng),完整的過(guò)程可以簡(jiǎn)化成如圖所示的三個(gè)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(yùn)會(huì)比賽中,身高1.74m的俄羅斯女運(yùn)動(dòng)員伊辛巴耶娃以5.05m的成績(jī)打破世界紀(jì)錄.設(shè)伊辛巴耶娃從靜止勻加速助跑距離s=32m,速度達(dá)到v=8.0m/s時(shí),撐桿起跳,使重心升高h(yuǎn)
1=4.20m后越過(guò)橫桿,重心下降h
2=4.05m時(shí)身體接觸軟墊,從最高點(diǎn)到落地過(guò)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/s
2,不計(jì)撐桿的質(zhì)量和空氣的阻力.求:
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/242dd42a2834349b6b17b234caea15ce36d3be6a.jpg)
(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(guò)借助撐桿把助跑提供的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為上升過(guò)程中的重力勢(shì)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?
(1)設(shè)助跑距離為s,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v
2=2as
解得 a=1m/s
2(2)運(yùn)動(dòng)員上升過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒有:
mv2=mgh解得h=3.2 m
(3)設(shè)運(yùn)動(dòng)員在最高點(diǎn)水平速度為v
x,運(yùn)動(dòng)員在下落階段做平拋運(yùn)動(dòng)
h2=gt2x=v
xt
解得v=1.0m/s
設(shè)起跳撐桿上升階段所做的功為W,由功能關(guān)系有:
W+mv02=mgh1+mv解得:E=683J
答:(1)伊辛巴耶娃勻加速助跑的加速度為1m/s
2;
(2)如果伊辛巴耶娃只是通過(guò)借助撐桿把助跑提供的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為上升過(guò)程中的重力勢(shì)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.