Question

5．2015年6月6日，在湖北武漢矩形的亞洲田徑錦標(biāo)賽中，中國(guó)選手李玲在女子撐桿跳決賽中以4.66m的成績(jī)打破亞洲記錄．請(qǐng)結(jié)合撐桿跳的過(guò)程示意圖（如圖），回答下列問(wèn)題．
（1）在助跑階段，李玲受到地面對(duì)她的靜摩擦力而前進(jìn)，這個(gè)力的方向與她前進(jìn)的方向相同（選填“相同”或“相反”）；助跑的目的是為了在起跳前獲得較大的速度（動(dòng)能）．
（2）撐桿起跳時(shí)，由于慣性，李玲繼續(xù)前沖，從開(kāi)始起跳到碳纖維輕質(zhì)撐桿（不考慮其質(zhì)量）達(dá)到最大彈性形變的過(guò)程中，發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？
（3）李玲超過(guò)橫桿后，在1s時(shí)間內(nèi)落地，若李玲的質(zhì)量是50kg，求她下落過(guò)程中重力做功的功率（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）人跑步時(shí)，腳受到的地面的靜摩擦力是人前進(jìn)的動(dòng)力，其方向與人運(yùn)動(dòng)的方向相同；助跑可以使人獲得較大的速度，從而具有較大的動(dòng)能；
（2）一切物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)，叫慣性；根據(jù)動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的影響因素可以判斷其能量的轉(zhuǎn)化；
（3）根據(jù)人的質(zhì)量求出重力，再利用功的公式計(jì)算出所做的功，最后利用功率的公式計(jì)算做功的功率．

解答 解：（1）在助跑階段，李玲受到地面對(duì)她的靜摩擦力而前進(jìn)，這個(gè)力的方向與她前進(jìn)的方向相同；
助跑的目的是為了在起跳前獲得較大的速度，從而具有較大的動(dòng)能．
（2）撐桿起跳時(shí)，由于慣性，李玲仍要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，繼續(xù)前沖；
從開(kāi)始起跳到碳纖維輕質(zhì)撐桿達(dá)到最大彈性形變的過(guò)程中，人的高度增大，速度減小，同時(shí)撐桿的彈性形變程度變大，故此過(guò)程發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是：人的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢(shì)能及撐桿的彈性勢(shì)能；
（3）人的重力：G=mg=50kg×10N/kg=500N，
重力做的功：W=Gh=500N×4.66m=2330J，
做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2330N}{1s}$=2330W．
故答案為：（1）相同；速度（動(dòng)能）；
（2）慣性；人的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢(shì)能及撐桿的彈性勢(shì)能；
（3）她下落過(guò)程中重力做功的功率為2330W．

點(diǎn)評(píng) 本題以田徑運(yùn)動(dòng)中的撐桿跳高為內(nèi)容，考查了摩擦力的方向、能量的轉(zhuǎn)化、功和功率的計(jì)算等，綜合性強(qiáng)，難度適中．