Question

【题目】撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。

(1)试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况：_______________________________。

(2)在横杆的后下方要放置厚海绵软垫，原因是__________________。

A．增加身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力减小

B．减少身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力减小

C．增加身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力增大

D．减少身体与软垫的接触时间，使人受到的冲力增大

(3)若不计越过横杆时的水平速度，运动员过杆后做自由落体运动，其重心下降4.05m时身体接触软垫，身体与软垫的接触时间为0.90s，最终静止在软垫上。已知运动员的质量为65 kg，重力加速度g取10 m/s2。由此可知，软垫对运动员平均作用力的方向为____________（选填“竖直向上”或“竖直向下”），大小为_____N。

Answer 1

【答案】 运动员助跑阶段，身体中的化学能转化为人和撑杆的动能：起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能，撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能，使人体升高至横杆上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能。 A 竖直向上 1300N

【解析】（1）运动员助跑阶段，身体中的化学能转化为人和撑杆的动能：起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为撑杆的弹性势能，撑杆的弹性势能最终转化为人和撑杆的重力势能和动能，使人体升高至横杆上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能。
（2）人在和地面接触时，人的速度减为零，以向上为正，由动量定理可得：
，所以；
而脚尖着地可以增加人着地的时间，由公式可知可以减小受到地面的冲击力，而动量减小量和合力冲量是一定的，故A正确，BCD错误；
（3）自由下落阶段： 得：

以向上为正，由动量定理可得：
得： ，方向竖直向上。