Question

（2013?漳州模擬）完整的撐桿跳高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，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(shè)伊辛巴耶娃從靜止開始以加速度a=1.25m/s²勻加速助跑，速度達到v=9.0m/s時撐桿起跳，到達最高點時過桿的速度不計，過桿后做自由落體運動，重心下降h=4.05m時身體接觸軟墊，從接觸軟墊到速度減為零的時間t=0.90s．已知伊辛巴耶娃的質(zhì)量m=65kg，重力加速度g取10m/s²，不計空氣的阻力．求：
（1）伊辛巴耶娃起跳前的助跑距離；
（2）假設(shè)伊辛巴耶娃從接觸軟墊到速度減為零的過程中做勻減速運動，求軟墊對她的作用力大小．

Answer 1

分析：（1）對運動員助跑過程運用速度位移公式列式求解即可；
（2）對自由落體運動過程運用速度位移公式求出末速度，再對減速過程運用速度時間公式求出加速度，再受力分析后運用牛頓第二定律列式求解．

解答：解：（1）設(shè)助跑距離為x，由運動學公式v²=2ax         
解得 x=

v2

2a

=32.4m                     
即伊辛巴耶娃起跳前的助跑距離為32.4m．
（2）運動員過桿后做自由落體運動，設(shè)接觸軟墊時的速度為v'，由運動學公式有
v'²=2gh      ①
設(shè)軟墊對運動員的作用力為F，由牛頓第二定律得
F-mg=ma                    ②
減速過程，由運動學公式得到：
a=

v′

t

         ③
由①②③解得 F=1300 N                
即軟墊對她的作用力大小為1300N．

點評：本題關(guān)鍵是分析清楚運動員的運動過程，然后對各個勻變速過程運用運動學公式和牛頓第二定律聯(lián)立列方程求解．