體育課上,直立起跳是一項常見的熱身運動,運動員先蹲下,然后瞬間向上直立跳起,如圖1所示。
(1)一位同學站在力傳感器上做直立起跳,力傳感器采集到的F-t圖線如圖2所示。根據(jù)圖像求這位同學的質量,分析他在力傳感器上由靜止起跳過程中的超重和失重情況。取重力加速度g=10m/s2。
(2)為了進一步研究直立起跳過程,這位同學構建了如圖3所示的簡化模型??紤]到起跳過程中,身體各部分肌肉(包括上肢、腹部、腿部等肌肉)的作用,他把人體的上、下半身看作質量均為m的兩部分A和B,這兩部分用一個勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連。起跳過程相當于壓縮的彈簧被釋放后使系統(tǒng)彈起的過程。已知彈簧的彈性勢能Ep與其形變量Δx的關系為Ep=12kΔx2。要想人的雙腳能夠離地,即B能離地,起跳前彈簧的壓縮量至少是多少?已知重力加速度為g。
(3)“爆發(fā)力”是體育運動中對運動員身體水平評估的一項重要指標,人們通常用肌肉收縮產(chǎn)生的力與速度的乘積來衡量肌肉收縮的爆發(fā)能力,其最大值稱之為“爆發(fā)力”。
某同學想在家通過直立起跳評估自己的“爆發(fā)力”,為了簡化問題研究,他把人離地前重心的運動看作勻加速直線運動,認為起跳時人對地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收縮力。他計劃用體重計和米尺測量“爆發(fā)力”,請寫出需要測量的物理量,并利用這些物理量寫出計算“爆發(fā)力”的公式。
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【考點】彈簧類問題中的機械能守恒.
【答案】見試題解答內容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:134引用:1難度:0.5
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