体育课上,直立起跳是一项常见的热身运动,运动员先蹲下,然后瞬间向上直立跳起,如图1所示。
(1)一位同学站在力传感器上做直立起跳,力传感器采集到的F-t图线如图2所示。根据图像求这位同学的质量,分析他在力传感器上由静止起跳过程中的超重和失重情况。取重力加速度g=10m/s2。

(2)为了进一步研究直立起跳过程,这位同学构建了如图3所示的简化模型。考虑到起跳过程中,身体各部分肌肉(包括上肢、腹部、腿部等肌肉)的作用,他把人体的上、下半身看作质量均为m的两部分A和B,这两部分用一个劲度系数为k的轻弹簧相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能Ep与其形变量Δx的关系为Ep=12kΔx2。要想人的双脚能够离地,即B能离地,起跳前弹簧的压缩量至少是多少?已知重力加速度为g。
(3)“爆发力”是体育运动中对运动员身体水平评估的一项重要指标,人们通常用肌肉收缩产生的力与速度的乘积来衡量肌肉收缩的爆发能力,其最大值称之为“爆发力”。
某同学想在家通过直立起跳评估自己的“爆发力”,为了简化问题研究,他把人离地前重心的运动看作匀加速直线运动,认为起跳时人对地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收缩力。他计划用体重计和米尺测量“爆发力”,请写出需要测量的物理量,并利用这些物理量写出计算“爆发力”的公式。
1
2
【答案】(1)这位同学的质量为60kg,人先失重后超重再失重;
(2)起跳前弹簧的压缩量至少是;
(3)“爆发力”的公式为F×v=m′g×。
(2)起跳前弹簧的压缩量至少是
3
mg
k
(3)“爆发力”的公式为F×v=m′g×
2
gh
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:141引用:1难度:0.5