Question

2008年8月9日，中國選手陳燮霞以抓舉95公斤、挺舉117 公斤、總成績212 公斤奪得舉重48公斤金牌．這也是中國代表團(tuán)在第29屆北京奧運(yùn)會(huì)上獲得的首枚金牌．舉重運(yùn)動(dòng)是力量與技巧充分結(jié)合的體育項(xiàng)目，就“抓舉”而言，其技術(shù)動(dòng)作可分為預(yù)備，提杠鈴，發(fā)力，下蹲支撐，起立，放下杠鈴等六個(gè)步驟，如下圖所示照片表示了其中幾個(gè)狀態(tài)，現(xiàn)測得輪子在照片中的直徑為1.0cm，在照片上用尺量出從發(fā)力到支撐，杠鈴上升的距離為h₁=1.3cm，已知運(yùn)動(dòng)員所舉杠鈴的直徑是45cm，質(zhì)量為150kg，運(yùn)動(dòng)員從發(fā)力到支撐歷時(shí)0.8s．g=10m/s²．（從發(fā)力到支撐過程：可簡化為先勻加速上升達(dá)到最大速度，再豎直上拋達(dá)到最高點(diǎn)）
試估算 
（1）從發(fā)力到支撐這個(gè)過程中杠鈴實(shí)際上升的高度h=？
（2）從發(fā)力到支撐這個(gè)過程中杠鈴向上運(yùn)動(dòng)的最大速度？
（3）若將運(yùn)動(dòng)員發(fā)力時(shí)的作用力簡化為恒力，則該恒力有多大？

Answer 1

分析：（1）由已知條件利用照片中的比例關(guān)系可得出實(shí)際上升的高度；
（2）由平均速度公式可利用位移關(guān)系求出最大速度；
（3）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可求得加速度，再由年頓第二定律可求得恒力的大�。�

解答：解：（1）根據(jù)輪子的實(shí)際直徑0.45m和它在照片中的直徑1.0cm，
由比例關(guān)系得：

0.45

1

=

h

1.3

，
實(shí)際上升的高度為h=0.59m．  
（2）設(shè)杠鈴在該過程中的最大速度為v_m，有h=

vmt

2

，
得 v_m=

2h

t

=1.48m/s
（3）減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間應(yīng)為t₂=

vm

g

=0.15s
加速運(yùn)動(dòng)的位移：s₁=

vm

2

（t-t2）=0.48m
又  v_m²=2as₁                                   
解得  a=2.28m/s²
根據(jù)牛頓第二定律，有 F-mg=ma                  
解得  F=1842N
答：（1）實(shí)際上升的高度為0.59m；（2）杠鈴上升的最大速度為1.48m/s；（3）恒力的大小為1842N．

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對物理知識在生活中的應(yīng)用能力，在解題中要學(xué)會(huì)從實(shí)際情景中構(gòu)建合理的物理模型的方法．