赏析与雅典奥运有关的物理问题，本文主要内容关键词为：雅典奥运论文,物理论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
近年来，在高考中多次出现与体育有关的试题，已引起广大师生的重视。下面赏析几例。
例1 北京时间2004年8月15日，在郭晶晶和吴敏霞为中国队夺得一枚奥运会跳水金牌之后，中国选手田亮和杨景辉在男子双人10米跳台项目上再次为中国代表团获得一枚金牌。设田亮从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（忽略此过程中运动员水平方向的运动）。从离开跳台到手触水面，田亮可用于完成空中动作的时间是_____s。（计算时，可以把运动员看做全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s[2]，结果保留两位数）
解析 运动员的跳水过程主要是竖直方向的上下运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建物理模型，应抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这个时间与运动员所做的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定。把运动员当成一个质点，同时忽略他的水平运动。可画出如图1所示的示意图。由图1可知，运动员做竖直上抛运动，上升高度是0.45m；从最高点下降到手触到水面，下降的高度为H，H=10.45m。
图1
由于初速未知，所以应分段处理该运动。运动员跃起上升的时间由h=1/2gt[2]可知，
从最高点下落至手触水面，所需的时间为：
运动员在空中用于完成动作的时间为t：
t=t[，1]+t[，2]=1.7s。
例2 北京时间8月16日，女举58公斤级决赛中，中国选手陈艳青获得本届奥运会一枚金牌，8月17日中国举重运动员石智勇在男子举重62公斤级的比赛中再获金牌，举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目。就“抓举”而言，其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤，图2几幅简图，表示了其中的几个状态。已知某运动员所单杠铃的直径是45cm，质量为150kg，运动员从发力到支撑历时0.8s，此过程杠铃上升的高度h[，1]=0.45m，试求这个过程中杠铃向上运动的最大速度；若将运动员发力时的作用力简化成恒力，则该恒力有多大？（取g=9.8m/s[2]）
图2
解析 杠铃在发力到支撑过程中的运动可以简化为先匀加速直线运动，然后做竖直上抛运动。设杠铃在该过程中的最大速度为v[，m]，有h[，1]=v[，m]/2t，得
v[，m]=2h[，1]/t=1.125（m/s）。
减速运动的时间应为t[，2]=v[，m]/g=0.115s，
加速运动的位移为s[，1]，
s[，1]=v[，m]/2（t-t[，2]）=0.385m，
又V[，m][2]=2as[，1]，解得a=1.64m/s[2]。
根据牛顿第二定律，有F-mg=ma，
解得F=1716N。
例3 北京时间8月23日，中国选手李婷和孙甜甜在雅典奥运会上获得女子网球双打冠军。网球运动是一项深受大众喜爱的运动项目。设一个网球从一定高度落下，到水平地面后又反弹到空中，如此数次落下和反弹。若以向下的方向为正方向，设与地面接触相碰时碰前碰后动能不变，所受阻力大小一定，如图3所示的速度一时间关系图像中哪一个是正确的（）
图3
解析 网球下落时速度方向向下，速度为正值，上升时速度方向向上，速度为负值。所以B选项正确。
对本题还可分析网球加速度的变化情况：
（1）不论网球匀加速下降，还是匀加速上升，它的加速度都为正值。因为这两种情况下网球的加速度方向都向下；
（2）网球上升或下降时的加速度按题给的条件分析应是恒量（小于重力加速度）；
（3）网球一次上升到下降过程的速度图线应是一条线段，其斜率大于零；
（4）网球与地面碰撞的时间极短，故碰撞过程的平均加速度很大，且方向向上；
（5）碰撞过程网球的速度图线的斜率应很大，且为负值。
例4 2004年雅典奥运会羽毛球赛场，继张宁为中国夺得第一块羽毛球金牌后，张军和高凌在随后进行的混双决赛中，为中国获得第二枚羽毛球奥运会金牌。设一羽毛球从最高点下落到被击位置的过程中，由于受到空气阻力，有机械能损失。关于羽毛球下落中能量变化的分析，正确的说法是（）
A.羽毛球下落过程中合外力做的功等于羽毛球动能的增量
B.羽毛球下落过程中阻力所做的功等于羽毛球动能的增量
C.羽毛球下落过程中合外力做的功等于羽毛球机械能的损失
D.羽毛球下落过程中阻力所做的功等于羽毛球机械能的损失
解析 由动能定理可知：羽毛球下落过程中合外力做的功等于羽毛球动能的增量。由能量守恒定律可知：重力做功不影响机械能的总量，阻力做功才等于羽毛球机械能的变化。所以A、D选项正确。
例5 北京时间8月23日，中国选手滕海滨为中国体操队夺得本届奥运会一枚金牌。中国体操运动员过去曾在单杠项目上实现了“单臂大回环”：用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。假设一体操运动员的质量为65kg，那么，他在完成“单臂大回环”的过程中，他的单臂至少要承受多大的力？（g取10m/s[2]）
解析 从杠上面静止开始转到杠下面的过程中，由机械能守恒定律可知，
mg×2h=1/2mv[，1][2]，
同时由圆周运动的知识可得：
F-mg=m（v[，1]/h），
综上两式可得：F=5mg=3250N。
对与运动相关的问题，主要考查考生能否正确建立物理模型。所以应重视理想化方法的应用，养成画示意图的习惯。分析问题时首先应细致分析实际过程，有了大致认识后，再做出某些简化，这样才能将有关运动转化成典型的物理问题。