Question

舉重運(yùn)動(dòng)是力量和技巧充分結(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，如圖9所示照片表示了其中的幾個(gè)狀態(tài).現(xiàn)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(yùn)動(dòng)員所舉杠鈴的直徑是45 cm、質(zhì)量為150 kg,運(yùn)動(dòng)員從發(fā)力到支撐歷時(shí)0.8 s，（1）試估算這個(gè)過程中杠鈴向上運(yùn)動(dòng)的最大速度；（2）若將運(yùn)動(dòng)員發(fā)力時(shí)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(shí)際發(fā)生的位移大小為h=1.3×45 cm=0.585 m.              ①

設(shè)杠鈴向上運(yùn)動(dòng)的最大速度為v_m,若將杠鈴的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程看作先勻加速后勻減速運(yùn)動(dòng)，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(dá)最大速度后運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)時(shí)間t₂==0.15 s                                                          ⑤

加速時(shí)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