体育运动中的物理问题集锦
丰富多彩的体育运动与物理知识有着密切的联系，以体育运动为背景的试题，具有浓郁的生活气息，能够让学生体会到物理知识的实用性——物理学对提高体育运动水平具有广泛指导作用。物理教学中可以有意识地设计、选用这类习题，指导学生分析解决体育运动中的实际问题，提高学生的科学文化素质，提高学生学习物理的兴趣，增强学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。
解答此类问题时，弄清问题情景是前提，简化物理过程（状态）是要诀，建立理想模型是关键，然后运用相关的知识进行分析，从而获得问题的解答。
本文整理了部分涉及体育运动的物理问题，权作引玉之砖。
一、原地跳起（直线运动）
例1 （2005年高考理综物理试题）原地跳起时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”，离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”，现有下列数据：人
原地上跳的“加速距离”d1=O．50m，“竖直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”，。假想人具有与跳蚤相等的
起跳加速度，而“加速距离”仍为0．50m。则人上跳的“竖直高度”是多少？
解析设跳蚤起跳的加速度为口，离地时的速度为口，则对加速过程和离地后上升过程分别有
若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，在这种假想下人离地时的速度为V，与此相应的竖直高度为H，则对加速过程和离地后上升过程分别有
由以上各式可得
代入数值，得。
二、接力赛跑（直线运动、）
例2甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0＝13.5 m处作了标记，并以V＝9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L＝20 m。
求：⑴此次练习中乙在接棒前的加速度a。
⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。
解析⑴在甲发出口令后，，甲乙达到共同速度所用时间为：
a
V t =
设在这段时间内甲、乙的位移分别为S 1和S 2，则： Vt S =1 222
1at S =
S 1＝S 2＋ S 0
联立以上四式解得： 2
20
3 m/s 2V a S ==
⑵在这段时间内，乙在接力区的位移为：2
213.5 m 2V S a
== 完成交接棒时，乙与接力区末端的距离为：L －S 2＝6.5 m
评注 如果学生对接力赛交接棒问题情境熟悉，能将实际情境抽象成匀速直线运动追赶匀加速直线运动，问题便不难解决。注意接力区有一定的长度，交接棒必须在接力区内完成。
三、跳水运动（竖直上抛运动）
例3 一跳水运动员从离水面10m 高的平台上跃起，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（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），从离开跳台到手触水面，他可以用于完成空中动作的时间是_______s （计算时可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个点，取
，结果保留二位有效数字）。
解析 运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，现在要讨论运动员在空中的运动时间，这个时间与运动员所做的动作以及水平运动无关，只由竖直分运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成一个质点，同时忽略他的水平运动，这两点题目都作了说明，所以一定程度上，“建模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛运动的物理模型。
可画出示意图如图1。由图可知，运动员作竖直上抛运动，上升高度h=0．45m ；从最高点下降到手触到水面，下降的高度为H=10．45m ．下面分段处理该运动。 运动员跃起上升的时间为
从最高点下落至手触水面，所需时间为
所以运动员在空中用于完成动作的时间约为
四、排球运动（平抛运动）
例5 某排球运动员站在离网3m 线上，正对网前跳起将球水平击出（不计空气阻力），击球点的高度为2．5m ，如图2所示。已知排球场总长为18m ，网高度为2m 。试问击球的速度在什么范围内才能使球既不触网也不越界？
解析 球被击后的运动可以看作平抛运动。当球刚好触网而过时，
飞行时间
下限速度
当球刚好打在边界线上时，／s
故
应满足：
。
评注 排球被水平击出后做平抛运动，当水平速度较小时，水平射程较小，可能触网；当水
平速度较大时，水平射程较大，可能越界，所以
存在一个范围。对排球恰好触网和
压线这两种临界状态进行分析，求出击球速度的临界值是求解本题时的关键。
五、滑雪运动（平抛运动、功能关系）
例4 倾斜雪道的长为25 m ，顶端高为15 m ，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v 0＝8 m/s 飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝
0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g ＝10 m/s 2
）
解析 如图选坐标，斜面的方程为： 3
tan 4
y x x θ==
① 运动员飞出后做平抛运动
15 m
25 m
0x v t = ② 2
12
y gt =
③ 联立①②③式，得飞行时间 t ＝1.2 s
落点的x 坐标：x 1＝v 0t ＝9.6 m 落点离斜面顶端的距离：112 m cos x
s θ
=
= 落点距地面的高度：11()sin 7.8 m h L s θ=-= 接触斜面前的x 分速度：8 m/s x v = y 分速度：12 m/s y v gt ==
沿斜面的速度大小为：cos sin 13.6 m/s B x y v v v θθ=+= 设运动员在水平雪道上运动的距离为s 2，由功能关系得： 2
121cos ()2
B mgh mv mg L s mgs μθμ+
=-+ 解得：s 2＝74.8 m
1．如图所示，一高山滑雪运动员，从较陡的坡道上滑下，经过A 点时速度v 0=16m/s ，AB 与水平成θ=530
角。经过一小段光滑水平滑道BD 从D 点水平飞出后又落在与水平面成倾角α＝37?的斜坡上C 点．已知AB 两点间的距离s 1=10m ，D 、C 两点间的距离为s 2=75m ，不计通过B 点前后的速率变化，不考虑运动中的空气阻力。(取g =10m/s 2，sin370=0.6)求：
(1)运动员从D 点飞出时的速度v D 的大小； (2)滑雪板与坡道间的动摩擦因数． 解析：(1) 由D 到C 平抛运动的时间为t 竖直方向：
H Dc =s 2sin37o =12
gt 2
’ 水平方向：
s 2cos370=v B t 代得数据，解得v D =20m ／s (2) A 到B 过程，运动加速a=gsin θ-μgcos θ
v B 2—v 02=2as 1 代人数据，解得 μ=2/15
y
x
O
θ
α
2、国家飞碟射击队进行模拟训练用如图1的装置进行。被训练的运动员在高为H=20m 的塔顶，在地面上距塔的水平距离S 处有一电子抛靶装置。圆形靶以速度2v 竖直上抛。当靶被竖直上抛的同时，运动员立即用特制的手枪水平射击，子弹的速度s m v /1001=。不计人的
反应时间、抛靶装置的高度和子弹在枪膛中的运动时间，忽
略空气阻力及靶的大小（g=10m/s 2
）。求：（1）当s 取值在什么范围内，无论v 2为何值都不能击中靶？（2）若s=100m ，v 2=20m/s ，请通过计算说明靶能否被击中？
解析：只要靶子在子弹的射程之外，无论靶的速度为何值，都无法击中；如果能击中，击中处一定在抛靶装置的正上方。 （1） 根据平抛运动的规律：、
水平方向：t v s 1/= ① 竖直方向：2
2
1gt H =
② 要使子弹不能击中靶，则：/s s > ③ 联立上面三式，并代入数据可得：m s 200> （2） 设经过时间t 1击中 水平方向：111t v s = ④ 竖直方向：2
112
1gt h =
⑤ 靶子上升的高度：2
11222
1gt t v h -
= ⑥ 联立上面三式，并代入数据得：m h h 2021=+，恰好等于塔高，
所以靶恰好被击中。
评析 解决平抛运动的关键是将平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，然后从题设条件找准分解的矢量，并分解。
六、冰壶运动：（动能定理、动量定理）
例6 （2009年高考重庆理综试题）2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军，这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如题23图，运动员将静止于O 点的冰壶（视为质点）沿直线OO'推到A 点放手，此后冰壶沿
AO'滑行，最后停于C 点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m ，AC ＝L ，CO'＝r,重力加速度为g ，
（1）求冰壶在A 点的速率；
（2）求冰壶从O 点到A 点的运动过程中受到的冲量大小；
（3）若将BO'段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0.8μ，原只能滑到C 点的冰壶能停于O'点，求A 点与B 点之间的距离。
解析（1）对冰壶，从A 点放手到停止于C 点，设在A 点时的速度为V 1，
应用动能定理有－μmgL ＝
12
mV 12
，解得V 12L g μ （2）对冰壶，从O 到A ，设冰壶受到的冲量为I ，
应用动量定理有I ＝mV 1－0，解得I ＝2L g μ （3）设AB 之间距离为S ，对冰壶，从A 到O ′的过程，
应用动能定理，－μmgS －0.8μmg(L ＋r －S)＝0－12
mV 12
， 解得S ＝L －4r 。
评注 冰壶运动是冬季奥运会上有趣的一个集体项目，有“冰上棋类”之称，不仅涉及摩擦力，直线运动，功能关系，还与弹性碰撞规律、动量守恒定律知识高度相关。
七、蹦极运动（力和运动分析、功能关系）
例7 “蹦极”运动是勇敢者的运动，蹦极运动员将弹性长绳系在双脚上，弹性绳的另一端固定在高处的跳台上，运动员从跳台上跳下后，会在空中上下往复多次，最后停在空中，如果把运动员视为质点，忽略运动员起跳时的初速度和水平方向的运动，把运动员、弹性绳、地球作为一个系统，运动员从跳台上跳下后，以下说法正确的是（ ） A ．第一次反弹后上升的最大高度一定低于跳台的高度 B ．第一次下落到最低位置处系统的动能为零，弹性势能最大 C ．跳下后系统动能最大时刻的弹性势能为零 D ．最后运动员停在空中时，系统的机械能最小
解析 由于运动过程中不断克服空气阻力做功，系统的机械能不断减少，所以A 、D 正确，第一次下落到最低处速度为零，动能为零，弹性绳伸长量最大，弹性势能最大，B 正确，故选ABD 。
八、蹦床运动（直线运动、动量定理）
例8蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目。一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3．2m高处自由落下，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5．0m高处。已知运动员与网接触的时间为1．2s。若把在这段时间内网对运动
员的作用力当作恒力处理，求此力的大小。（）
解析将运动员看成质量为m的质点，从高处下落，刚接触网时的速度的大小
①
弹跳后到达的高度为，刚离网时的速度的大小
②
接触过程中运动员受到向下的重力mg和网向上的弹力F。选取竖直向上为正方向，由动量定理，得
③
由以上三式解得
代入数值得
评注将运动员和蹦床的接触、分离过程抽象为一个碰撞过程，并进行理想化处理。还需注意动量定理表达式的矢量性。
九、杂技表演（动量守恒、机械能守恒）
例9（2005年高考理综物理试题）如图3所示，一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出。然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与0点
的水平距离s。已知男演员质量。和女演员质量之比：＝2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比O点低5R。
解析设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为，由机械能守恒定律
设刚分离时男演员速度的大小为，方向与相同；女演员速度的大小为，方向与
相反，据动量守恒，有
分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，根据题给条件，由运动学规律
根据题给条件，女演员刚好回到A点，由机械能守恒定律，
已知：＝２，由以上各式可得s=8R。
评注划分物理过程和确定研究对象是本题解答关键。
十、滑水运动（受力分析、力的平衡）
例10 在电视节目中，我们常看到一种精彩而刺激的水上运动──滑水运动，如图4所示，运动员在快艇的水平牵引下，脚踏倾斜滑板在水上滑行，运动员在水上优美洒脱的身姿，娴熟的技术，如行云流水，给人以美的享受，我们常会为运动员精彩的表演而喝彩。运动员在快艇的水平牵引下脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行，设滑板光滑，滑板的滑水面积为S。
滑板与水平方向的夹角为，水的密度为p，不计空气阻力。理论研究表明：水对滑板的作
用力大小，方向垂直于板面，式中v为快艇的牵引速度。若运动员受的重力为G，则快艇的水平牵引速度v，应多大？
解析选滑板与运动员整体作为研究对象，进行受力分析，并画出受力图，滑板与运动员共受到三个力的作用，重力G，水对滑板的弹力N（N的方向与滑板垂直）及绳子对运动员所受的拉力F，水对滑板的阻力不计。因为快艇做匀速运动，所以滑板与运动员所受的合力必为零，建立平衡方程，即可求出快艇的水平牵引速度的大小。
选滑板和运动员整体为研究对象，其受力情况如图乙所示，由平衡条件得
①
由题意知②
将②代入①得
评注 解题时应注意利用题中提供的已知信息：“水对板的作用力大小为
，方向垂直于板面”。恰当地选取研究对象，画出正确的受力分析图，是
解决本题的关键所在。
十一、滑板运动（机械能守恒定律，竖直平面内的圆周运动）
例11（2007年江苏省普通高中学业水平测试）滑板运动是一种陆地上的“冲
浪运动”，滑板运动员可在不同的滑坡上滑行，做出各种动作，给人以美的享受．如图1是模拟的滑板组合滑行轨道，该轨道由足够长的斜直轨道、半径R 1=3.4m 的凹形圆弧轨道和半径R 2=1.6m 的凸形圆弧轨道组成，这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接，其中M 点为凹形圆弧轨道的最低点，N 点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O 点与M 点处在同一水平面上，一质量为m =1kg 可看作质点的滑板，从斜直轨道上的P 点无初速滑下，经过M 点滑向N 点，P 点距M 点所在水平面的高度h =1.8m ，不计一切阻力，g 取10m/s 2． （1）滑板滑到M 点时的速度多大？
（2）滑板滑到M 点时，轨道对滑板的支持力多大？
（3）改变滑板无初速下滑时距M 点所在水平面的高度h ，用压力传感器测出滑板滑至N 点时对轨道的压力大小F N ，试通过计算在方格纸上作出F N -h 图象（作在答题卡上）
图1
（注：原题为R 1=1m,是该题中一处科学性错误） 解析：（1）滑板从P 到M 过程，机械能守恒
mgh=0212
M mv ①
∴滑板滑到M 点时的速度v M =gh 2=6m/s
(2)在M 点，F N -mg=m 22
R v ②
轨道对滑板的支持力F M =m(g+2
2
R v )=32.5N
(3)滑板从P 到N ，据机械能守恒定律有，
mg(h-R 2)=02
12
-N mv ③
在N 点，mg-F N =m 22
R v
N ④
∴)23(2
R h
mg F N -
=,代入数据得F N =7.5N 评注：画出滑板在M 点、N 点的受力分析图，选取适当的过程列出机械能守恒方程，根据牛顿第二定律列出M 、N 两点的动力学方程，便可顺利求解。
［小试牛刀］
１．赛艇 (2009·黄冈质检)在2008年北京奥运会上，两艘赛艇a 、b 在两条平行的直赛道上行驶．t ＝0时两艘赛艇处在同一计时位置，此时比赛开始．它们在四次比赛中的v －t 图象如下列选项所示，其中能够表示其所对应的比赛中有一艘赛艇始终没有追上另一艘的图象是
( )
２．跳高 某同学身高1.8M ，在运动会上他参加跳高比赛，起跳后身体横着越过了1.8M 高的横杆，据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约是 A 2M/S B 4M/S C 6M/S D 8M/S
３．滑雪。在冬天，高为h ＝1.25m 的平台上，覆盖一层薄冰，一乘雪橇的滑雪爱好者，从距平台边缘s ＝24m 处以一定的初速度向平台边缘滑去，如图所示，当他滑离平台即将着地时的瞬间，其速度方向与水平地面的夹角为θ＝45°，取重力加速度g ＝10 m/s2。求： （1）滑雪者着地点到平台边缘的水平距离是多大；
（2）若平台上的薄冰面与雪橇间的动摩擦因素为μ＝0.05，则滑雪者的初速度是多大？ ４．射箭 民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驶的马背上，弯弓放箭射击侧向的固定目标．假设运动员骑马奔驰的速度为v 1，运动员静止时射出的弓箭速度为v 2．跑道离固定目标的最近距离为d ．要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则（ ） A ．运动员放箭处离目标的距离为12v dv
B ．运动员放箭处离目标的距离为
2
22
21v v v d +
C ．箭射到靶的最短时间为2v d
D ．箭射到靶的最短时间为
2
122v v d
-
５．蹦床运动．一位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，弹簧床对运动员的弹力F 随时间的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图所示。不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s 2
，则结合图像可推算出：( ) A ．运动员的质量为40kg B ．运动员的质量为200 kg C ．运动员跳起的最大高度为20m
D ．运动员跳起的最大高度为5m
６．撑杆跳高(2010·湖北部分重点中学联考)完整的撑杆跳高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．在第二十九届北京奥运会比赛中，俄罗斯女运动员伊辛巴耶娃以 5.05m 的成绩打破世界纪录．设伊辛巴耶娃从静止开始以加速度a ＝1.25m/s 2匀加速助跑，速度达到v ＝9.0m/s 时撑杆起跳，到达最高点时过杆的速度不计，过杆后做自由落体运动，重心下降h 2＝4.05m 时身体接触软垫，从接触软垫到速度减为零的时间t ＝0.90s.已知伊辛巴耶娃的质量m ＝65kg ，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气阻力．求：
(1)伊辛巴耶娃起跳前的助跑距离；
(2)假设伊辛巴耶娃从接触软垫到速度减为零的过程中做匀减速运动，求软垫对她的作用力大小．
７．乒乓球（2008年高考江苏省物理）抛体运动在各类体育运动项目中很常见，如乒乓球运动．现讨论乒乓球发球问题，设球台长2L、网高h，乒乓球反弹前后水平分速度不变，竖直
分速度大小不变、方向相反，且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力．(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度
1
v，水平发出，落在球台的P1点(如图实线所示)，求P1点距O点的距离x1。．
(2)若球在O点正上方以速度
2
v水平发出，恰好在最高点时越过球网落在球台的P2(如图虚
线所示)，求
2
v的大小
(3)若球在O正上方水平发出后，球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P3，求发
球点距O点的高度h3．
８．水上滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行水上滑板运动时，水对滑板的作用力F x垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）.某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ=37°时（题23图），滑板做匀速直线运动，相应的k=54 kg/m，入和滑板的总质量为108 kg,
试求（重力加速度g取10 m/s2,sin 37°取3
5
，忽略空气阻力）：
（1）水平牵引力的大小；（2）滑板的速率；
（3）水平牵引力的功率.
参考答案 １．【答案】ABD 。从图上可以看出A 图中加速度一样，但a 赛艇有初速度，所以b 赛艇始终追不上a ；B 图中a 、b 均做匀速运动，但速度不一样，所以速度小的始终追不上；D 图中a 在前15秒内没有追上b ，而后速度又小于b ，因此始终追不上；从C 图中可以看出经过20秒b 追上a . ２．ＢＣ ３．
５．AD
６． (1)设助跑距离为x ，由运动学公式v 2＝2ax
解得：x ＝v 2
2a
＝32.4m
(2)运动员过杆后做自由落体运动，设接触软垫时的速度为v ′，由运动学公式有： v ′2＝2gh 2
设软垫对运动员的作用力为F ，由牛顿第二定律得 F －mg ＝ma ′
由运动学公式a ＝v ′
t
解得：F ＝1300N ７．(1)设发球时飞行时间为t 1,根据平抛运动 2
1112
h gt =
① 111x v t = ②
解得 1
12h x v g
=③ (2)设发球高度为h 2，飞行时间为t 2，同理根据平抛运动
2
2212
h gt =
④ 222x v t = ⑤
且h 2=h
⑥ 22x L =
⑦
得 222L g v h
=
⑧
(3)如图所示，发球高度为h 3,飞行时间为t 3，同理根据平抛运动得，
23312
h gt =
⑨ 333x v t =
⑩ 且332x L =
○
11 设球从恰好越过球网到最高点的时间为t ，水平距离为s ，有
2
312
h h gt -=
○12 3s v t =
○
13 由几何关系知，
x 3+s=L (14)
联列⑨~(14)式，解得
h 3=4
3
h
答案：⑴1
11
2h x v g
= ⑵222L g v h = ⑶43h
８.解：（1）以滑板和运动员为研究对象，其受力如图所示由共点力平衡条件可得
cos N F mg θ= ① sin N F F θ=
②
由①、②联立，得：F =810N
(2)/cos N F mg =θ
2N F kv =
得5v =
=m/s (3)水平牵引力的功率：P =Fv=4050 W
论述物理知识在体育运动中的运用 在体育训练和竞技中，运动员的奔跑、跳跃、投掷、推拉、击打、蹬踢等运动都包含着丰富而深奥的物理学知识。如果运动员懂得这些知识并加以运用，必会对自己的运动成绩和竞技水平产生事半功倍的效果。特别是作为一名体校的物理教师，在讲授课本内容的时候，不失时机地穿插讲解一些物理学知识点在体育中的运用，必会提高学生参入运动的积极性，使他们感到学有所用、学有所得，便于巩固学到的科学文化知识，最终达到完成教育教学任务的目的。下面我来论述物理知识在体育运动中的一些运用。 一、“速度”的概念在体育运动中的运用 速度表示物体在单位时间内通过的路程。单位时间内通过的路程越长，物体运动的越快，反之，越慢。比赛场上的大多数运动，几乎都与速度的快慢有关联。比如径赛和短道速滑等项目，运动员的比赛成绩都是通过用时的多少来确定。裁判员根据运动员到达终点时消耗时间的多少来决定最终的名次，用时少的速度就快些;而银幕前和比赛现场的观众 则特别关注跑或游在最前面的运动员，他们是根据在相同的时间内跑或游的路程长短来判断快慢。 体校教师经常会参与各种级别运动会的计时工作，每次赛前培训会议上，裁判长总会强调，掐表的时候一定要注意观察，看到发令枪“冒烟”迅速开始计时。物理教师当然知道 其中的奥妙，因此，在讲授速度的概念时，以此为例，告知学生，空气中声音的传播速度是340m/s，光的传播速度是30万公里/秒，然后引导学生思考，学生们运用速度的概念 经过简单的计算，马上就会明白其中的道理。 竞技体育不仅是实力的比拼，更是战术的博弈。而利用速度的变化制定实施的战术最为常见，也最为简单有效，并且被广泛运用于各类竞技项目中。 比如，篮球比赛中，球员突然启动或者停止甩开防守，行进间急停跳投，假动作快慢集合扰乱防守人的节奏，快攻中加速奔跑摆脱防守等等，都是通过速度的改变来达到目的。还有马拉松比赛，平静漫长的奔跑过程，是实力的对抗，更是智慧的较量，2004年雅典 奥运会，我国选手孙英杰虽然只获得一万米长跑的第六名，但正是在她的高质量变速领跑下，消耗了对手的体力，我国另一位运动员邢慧娜匀速跟跑，保存了体力，最终赢得一万米长跑的奥运会金牌。 二、“弹性形变”在体育运动中的运用 弹性形变是指物体受到外力作用后，形状发生改变，当外力消失后，物体逐渐恢复原有形状，这样的形变称之为弹性形变。
科幻电影中的物理现象[技巧] 论述科幻电影中的物理现象 学院:文学院 专业:汉语言文学四班 姓名:杨九丽 学号:110101119 论述科幻电影中的物理现象科幻电影中的“可能”与“不可能” 如果用科学去解读电影，会发现很多电影中有很多的“可能”和“不可能”。《超时空接触》，也谈到了超时空转移，可见人们对这种技术的兴趣历久不衰，皆因在爱因斯坦的相对论中，没有任何东西可快过光速，所以，关于人类要实现星际飞行的梦想，必须要依靠时空的瞬间转移了。 所谓“瞬间转移”技术，就是将人、物体、信息或者数据瞬间从一个地方消失。再在另一个地方将之重新现形。瞬间的概念是指这个旅行过程中的时间和空间将会消失，我们可以从一个地点瞬间到达另一地点，不需要走一段物理路线，或者说在一个地方消失，同时在另一个地方重现。其实这曾经是科学大师爱因斯坦提出的理论，也就是把物体化解为能量，传送到遥远的地方，然后再把能量还原为物体。10年前，科学界认为这是不可能的事。但是或许爱因斯坦的这个理论真的不可能，但是目前的研究表明从另一个角度理解却也是可能的。1993年3月，瞬间转移终于走出科幻小说，变成了理论上的可能。当时，美国物理学家查尔斯?贝尼特和 I BM的一个研究小组证实，瞬间转移是可行的。自那以后，科学家利用光子作了大量试验，证明瞬 间转移事实上是可行的。1997年，美国的泽林格尔教授证明，光粒子可以同时瞬间转移很长的距离。1998年，加州技术研究所的物理学家和欧洲的两个研究小
组把瞬间转移的设想变成了现实，他们把一个光子在同轴光缆上成功地瞬间转移了一米。正如预测的那样，当光子被成功复制后，原始光子就不存在了。 然而，用远程瞬间传物模式进行人类和其他物体试验目前似乎还遥遥无期。出生于马来西亚的林平奎教授称，要将生物进行瞬间转移传输，仍是遥不可及的事情。林博士承认:“我们的实验与科幻片仍有些区别。我们暂时只能遥距传送激光中的光子，还不能将物件瞬间转移。”林博士发表了许多有价值的论文，他表示，他研究的目标是证明瞬间转移是可以做到的，这对未来技术的发展是有用的。他介绍说，普通人在预测一个足球的运行路线或者飞机在哪里着陆，靠的都是牛顿物理学理论，但在量子世界，一个比原子世界还要小的世界，物理学的一般经验就站不住脚了，你会发现很多奇妙的事情发生，粒子好像可以同时出现在不同的地方。物理学家们把量子的状态称作“超自然的”。科学家们下一步研究的重点是，把体积比光子大的实质物体，瞬间传送到远地。林博士说:“原则上我认为可行，但可能是一千年后的事。打个比喻，我们现在发明的，只能算是算盘(量子瞬间转移)，要制造超级电脑(生物体瞬间转移)，这条路仍很漫长。” 所以，目前为止，瞬间转移对于具体的人、物体、信息仍是“不可能”的。 当然，除了《超时空接触》中的瞬间转移外，许多科幻电影中大都具有“物理因素”，自然，其中的“可能”“不可能”因素也更多。 仔细研究《功夫足球》，会发现，虽然电影让人看得过瘾，但是如果足球踢到这个份上，球要不就飞上了外太空，脱离地球引力再也回不来了，要不就是还没来得及飞出去，就被一脚踢爆了。因为按照球飞出去的抛物线和功夫足球中球从飞出到落地的时间推算，球最高点达到了1万5千800多公里，早就脱离了大气散逸层，脱离了地心引力，永远地飞入了外太空，不可能再回到地面了。 哈利?波特的隐身斗篷是一个现实光学问题，我们都注意到了日常生活中常见的光学现象，光线运动方向会发生改变。完美隐身就是通过改变光线的路径，使光
体育中的物理知识 情景扫描（人物事件的描述） 机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。各种各样的机械运动随处可见；在我们从事体育活动时，我们不仅让体育器材做着各种运动，我们自己也在不停地进行着机械运动。我们运用运动学知识不仅可以来解释很多的运动现象，还可以指导我们从事各种运动，以达到更好的运动效果： 在游泳池里我们如何获得前进的动力？短跑为什么要采用蹲踞的姿势？在运动场上和实力相当的对手进行拔河比赛时，如何才能做到稳操胜券？在推铅球时如何才能推得更远？等等。 动感地带（设计的问题） 一年一度的全校运动会就要开始了，传统的拔河比赛将率先举行，从同学的身高体重来看，各个班都差不多，力气也应大小相当，如何才能在势均力敌中胜出？这是我们在准备比赛的过程中首先应搞清楚的。 问题1：拔河比赛比什么？是哪边拉力大哪边赢吗？ 问题2：我们在拔河时，我们向前运动还是向后运动由什么因素决定？ 问题3：比赛中，我们所受的摩擦力大小与哪些因素有关？如何增大摩擦力？ 十几位同学如何用力合力才最大？ 实践活动（安排活动） 问题1： 理论分析：很多人会说：当然是比哪一队的力气大喽！实际上，这个问题并不那么简单。根据牛顿第三定律（即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上），对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。 问题2： 理论分析：把一队拔河的同学视为整体，分析他们的受力情况：竖直向下有重力，竖直向上是地面的支持力。水平方向上有绳子拉力和地面的摩擦力。队伍向前运动还是向后运动取决于绳子拉力和地面的摩擦力哪个大。当拉力大于摩擦力，人就向前运动；当摩擦力等于拉力人保持静止。摩擦力不可能大于拉力，那如何实现向后倒，把对方拉过来呢？ 模拟拔河：找两位同学代替两队进行比赛，从旁边进行观察和分析。 当两位同学力气悬殊时，力气大的同学很轻松就可以把力气小的同学拉过来：他可能是直接收绳子，也可能是边拉边移动脚步。但当两位同学力气相当时，问题就不是这样简单：当摩擦力等于拉力人保持静止，这时获胜者的脚在原地不动，他是利用腰腹力量身体向后倒，把对方拉过来，在对方身体前倾不方便发力时，再向移动脚步使自己的身体变为好发力原姿势，重复前面的过程，逐渐将对方拉过来而获胜。 问题3：
2014新课标全国理综Ⅰ物理 14.(2014新课标全国理综Ⅰ)在法拉第时代,下列验证“由磁产生电”设想的实验中,能观察到感应电流的是( D ) A.将绕在磁铁上的线圈与电流表组成一闭合回路,然后观察电流表的变化 B.在一通电线圈旁放置一连有电流表的闭合线圈,然后观察电流表的变化 C.将一房间内的线圈两端与相邻房间的电流表连接,往线圈中插入条形磁铁后,再到相邻房间去观察电流表的变化 D.绕在同一铁环上的两个线圈,分别接电源和电流表,在给线圈通电或断电的瞬间,观察电流表的变化 解析:绕在磁铁上的线圈没有和磁铁相对运动,因此并没有引起穿过闭合线圈磁通量的变化,故无感应电流,A选项错误.同理,B选项错误;C选项中虽然可产生感应电流,但时间很短,因此再到另一房间是无法及时观察到感应电流的,选项C错误.在给线圈通、断电瞬间,将在另一线圈中引起磁通量变化,可产生感应电流,D选项正确. 15.(2014新课标全国理综Ⅰ)关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力,下列说法正确的是( B ) A.安培力的方向可以不垂直于直导线 B.安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C.安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D.将直导线从中点折成直角,安培力的大小一定变为原来的一半 解析:安培力总是垂直于磁场与电流所决定的平面,因此,安培力总与磁场和电流的方向垂直,A项错误,B项正确;安培力F=BILsin θ,其中θ是导线与磁场方向的夹角,所以C项错误;以直导线与磁场垂直放置为例,将直导线从中点折成直角,导线受到安培力的有效长度变为原来的,安培力变为原来的,D项错误. 16.(2014新课标全国理综Ⅰ)如图,MN为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P点垂直于铝板向上射出,从Q点穿越铝板后到达PQ的中点O.已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( D ) A.2 B. C.1 D. 解析:根据qvB=,=·,穿过铝板后动能减半,则=,穿过铝板后半径减半,则=,因此=,D项正确.
一．选择题（共28小题） 1．（2014?陆丰市校级学业考试）某一做匀加速直线运动的物体，加速度是2m/s2，下列关于该物体加速度的理解 D 9．（2015?沈阳校级模拟）一物体从H高处自由下落，经时间t落地，则当它下落时，离地的高度为（） D 者抓住，直尺下落的距离h，受测者的反应时间为t，则下列结论正确的是（）
∝ ∝ 光照射下，可观察到一个下落的水滴，缓缓调节水滴下落的时间间隔到适当情况，可以看到一种奇特的现象，水滴似乎不再下落，而是像固定在图中的A、B、C、D四个位置不动，一般要出现这种现象，照明光源应该满足（g=10m/s2）（） 地时的速度之比是 15．（2013秋?忻府区校级期末）一观察者发现，每隔一定时间有一滴水自8m高的屋檐落下，而且看到第五滴水 D
17．（2014秋?成都期末）如图所示，将一小球从竖直砖墙的某位置由静止释放．用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3…所示的小球运动过程中每次曝光的位置．已知连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度均为d．根据图中的信息，下列判断正确的是（） 小球下落的加速度为 的速度为 ：2 D： 2 D O点向上抛小球又落至原处的时间为T2在小球运动过程中经过比O点高H的P点，小球离开P点至又回到P 23．（2014春?金山区校级期末）一只气球以10m/s的速度匀速上升，某时刻在气球正下方距气球6m处有一小石 2
v0v0D 27．（2013?洪泽县校级模拟）一个从地面竖直上抛的物体，它两次经过同一较低a点的时间间隔为T a，两次经 g（T a2﹣T b2）g（T a2﹣T b2）g（T a2﹣T b2）D g（T a﹣T b） 28．（2013秋?平江县校级月考）在以速度V上升的电梯内竖直向上抛出一球，电梯内观者看见小球经t秒后到 h=
科幻电影中的物理知识 科幻电影是好莱坞类型电影里的一个分支。它的情节往往包含了各种各样的科学奇想，有依附于现有已知科学定理的，也有关于未来图景的超前假想。和其它类型电影一样，科幻电影是电影工业化的产物，其人物、叙事和主题都有一定的模式，就像批量生产的圣诞节商品，主要目的是满足人的娱乐需求。作为类型电影的缺陷也很明显，大部分科幻电影往往注重视觉奇观而缺少深刻的内涵。当然，其中也不乏一些在美学、思想和历史上有价值的经典作品。 以下，我将例举最近看了一些科幻电影其中有一些新颖的现象，最为科幻影视作品所钟情的物理元素，从中探寻科幻电影和科学尤其是物理学之间的联系。可以用物理学知识在这里分析一下。 科幻影片《橡胶飞车》中，化学家罗宾·威廉姆斯是一位连自己的结婚日都忘了，一味埋头于自己研究的天才科学家。世上自然没有这样的科学家，但是他发明的橡胶球也许是现实中不可能存在的物质。他发明的橡胶弹性非常好，能自己产生能量自动来回弹跳。所以取了个意为"飞来飞去的橡胶"的名字"飞行橡胶(Flying Rubber)" 。科学家们的研究内容常常被用做科幻电影的主要素材。 但是飞行橡胶违反了组成宇宙的最基本的法则"能量守恒定律"。所谓能量守恒定律是指不管什么物质都不能自己生成能量或消灭能量。而是只是转变成了另一种形态。所以拿着橡胶球轻轻地抛出时我们最期望看到的就是橡胶球重新回到原位。这种情况称为"完全弹性冲突"，不转化和摩擦能一样不能重新恢复的能量，下落时从势能转化成动能，上升时再转化成势能。如果橡胶球的势能在空气或地面转化成摩擦能或热能，橡胶球就很难再回到原位。即只能回到比原来较低的高度。所以橡胶球上升到比下落高度更高的地方或随意运动的情况是不可能出现的。实际上如果物质具有这种性质的话就不用担心能量的枯竭了，遗憾的是这种事是绝对不存在的。 然而和影片《橡胶飞车》不同，类似的科学理论或科学技术有时也出现在电影中。基努·李维斯主演的影片《连锁反应(Chain Reaction)》就是如此。这部电影虽然没有引起人们的关注但是对主攻物理学的人提供了相当有意思的看点。 如影片所述，现实中存在释放声波后发光的现象。这种把声波能转化成光能的现象叫做"声致发光(Sonoluminescence)"。翻译成我们的话就是"声音发光"。气缸型液体管内发出声音的话，声波能将会形成出非常小的气团。声波使小气团剧烈地震动，气团就会反复忽小忽大，约有50微米大小。这时液体内几乎没有空气分子，所以气团几乎处于真空状态。相反，液体相对就像具有了很高的压力。这样的压力不均衡再次把气团粉碎成1微米大小的气珠。在粉碎的瞬间气团中瞬间就发出光来。 影片中出现了主人公艾迪做着摩托车挡住冲击波的场面。依靠如此弱的反应就能获得影片中所描述得那么强的能量是不可能的。如果利用氢的同位素重氢也许可能，但结果仍是个未知数。 十分科学式的这部电影中也隐藏着科学上的错误。研究生艾迪结束研究后休息时，敲打电子键盘偶然发现了声波发光现象。通入特定频率时突然发生了声波发光的连锁反应。但是实际上即使电子键盘发出声波也看不到声波发光现象。为了产生声波发光现象必须准确地向液体管内的气团发送声波。所以不可能通过电子键盘从最底部发送声波。更有意思的是诱发声波发光的声波在我们人耳听不到的频率范围内。所以利用电子键盘发送声波的影片设定虽然很浪漫，但是不符
直线运动规律及追及问题 一 、 例题 例题1.一物体做匀变速直线运动，某时刻速度大小为4m/s ，1s 后速度的大小变为10m/s ，在这1s 内该物体的 （ ） A.位移的大小可能小于4m B.位移的大小可能大于10m C.加速度的大小可能小于4m/s D.加速度的大小可能大于10m/s 析：同向时2201/6/14 10s m s m t v v a t =-=-= m m t v v s t 71210 4201=?+=?+= 反向时2202/14/14 10s m s m t v v a t -=--=-= m m t v v s t 312 10 4202-=?-=?+= 式中负号表示方向跟规定正方向相反 答案：A 、D 例题2：两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木快每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知 （ ） A 在时刻t 2以及时刻t 5两木块速度相同 B 在时刻t1两木块速度相同 C 在时刻t 3和时刻t 4之间某瞬间两木块速度相同 D 在时刻t 4和时刻t 5之间某瞬间两木块速度相同 解析：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体很明显地是做匀速直线运动。由于t 2及t 3时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t 3、t 4之间 答案：C 例题3 一跳水运动员从离水面10m 高的平台上跃起，举双臂直立身体离开台面，此时中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（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳 台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？（g 取10m/s 2 结果保留两位数字） 解析：根据题意计算时，可以把运动员的全部质量集中在重心的一个质点，且忽略其水平方向 的运动，因此运动员做的是竖直上抛运动，由g v h 22 0=可求出刚离开台面时的速 度 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7 t 1 t 2 t 3 t 4 t 5 t 6 t 7
体育运动中的物理问 题集锦
体育运动中的物理问题集锦 丰富多彩的体育运动与物理知识有着密切的联系，以体育运动为背景的试题，具有浓郁的生活气息，能够让学生体会到物理知识的实用性——物理学对提高体育运动水平具有广泛指导作用。物理教学中可以有意识地设计、选用这类习题，指导学生分析解决体育运动中的实际问题，提高学生的科学文化素质，提高学生学习物理的兴趣，增强学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。 解答此类问题时，弄清问题情景是前提，简化物理过程（状态）是要诀，建立理想模型是关键，然后运用相关的知识进行分析，从而获得问题的解答。 本文整理了部分涉及体育运动的物理问题，权作引玉之砖。 一、原地跳起（直线运动） 例1（2005年高考理综物理试题）原地跳起时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”，离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”，现有下列数据： 人原地上跳的“加速距离”d1=O．50m，“竖直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”，。假想人具有与跳蚤相等的起跳加 速度，而“加速距离”仍为0．50m。则人上跳的“竖直高度”是多少？ 解析设跳蚤起跳的加速度为口，离地时的速度为口，则对加速过程和离地后上升过程分别有 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，在这种假想下人离地时的速度为V，与此相应的竖直高度为H，则对加速过程和离地后上升过程分别有 由以上各式可得 代入数值，得。 二、接力赛跑（直线运动、） 例2甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0＝13.5 m处作了标记，并以V ＝9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L＝20 m。 求：⑴此次练习中乙在接棒前的加速度a。 ⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 解析⑴在甲发出口令后，，甲乙达到共同速度所用时间为：
体育运动中的物理问题 高中物理学科是一门自然学科，与实际联系非常紧密。近年来高考试题经常实际情景为背景，联系生产、生活、社会和科技实际，关注科学、技术、社会（STS ），将基础知识与基本技能的考查置于一定的问题情景之中，考察学生应用物理知识解答实际问题的能力。下面我以体育运动为背景，列举如何应用中学物理知识解答问题。 例1、甲、乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9m/s 的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的。为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记。在某次练习中，甲在接力区前S 0=13.5m 处作了标记，并以V =9m/s 的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令。乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒。已知接力区的长度为L =20m 。 求：（1）此次练习中乙在接棒前的加速度a ； （2）在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 本题以接力跑中的交接棒为试题背景来考查运动规律的应用等。 【解析】 ⑴在甲发出口令后，，甲乙达到共同速度所用时间为： V t a = 设在这段时间内甲、乙的位移分别为S 1和S 2，则： 1S V t = 2221at S = S 1＝S 2＋ S 0 联立以上四式解得： 2 2 0 3 m/s 2V a S == ⑵在这段时间内，乙在接力区的位移为：2 213.5 m 2V S a == 完成交接棒时，乙与接力区末端的距离为：L －S 2＝6.5 m
练习．如图所示，甲、乙两个同学在直跑道上练习4×100 m 接 力，他们在奔跑时有相同的最大速度。乙从静止开始全力奔跑需跑 出25 m 才能达到最大速度，这一过程可看作匀变速直线运动，现在 甲持棒以最大速度向乙奔来，乙在接力区伺机全力奔出。若要求乙 接棒时奔跑达到最大速度的80%，则： （1）乙在接力区须奔出多少距离？ （2）乙应在距离甲多远时起跑？ 例2.跳台跳水是我国的传统强项体育运动。我国某优秀跳水运动员在10m 跳台项目中，起跳达到最高位置时，估计她的重心离跳台台面的高度为1m ，当她下降到手触及水面时要伸直，双肩做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面大约也是1m 。若从最高点到手触及水面的过程中其重心看作是自由落体运动，那么： （1）她在空中完成一系列动作可利用的时间为多少？ （2）入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5m 处，试估算水对她的平均阻力约为她自身重力的几倍？ 〖解析〗将运动员视为一个质量全部集中在其重心的质点。运动员从最高点到手触及水面 的过程中所经历的时间即为她在空中完成一系列动作可利用的时间设为t ，则 s g h t 4.121== 运动员从最高点到其重心下沉到离水面约2.5m 处的过程应用动能定理可得 0)(221=-+Fh h h mg 可解得运动员受到的阻力 mg F 9.3= [点评]本题是一道与体育运动有关的理论联系实际的力学问题，重点考查动能定理。解题的关键是进行运动过程分析。 例3. 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，如图所示表示了其中 的几个状态.在“发力”阶段，运动员对杠铃施加恒力作用， 使杠铃竖直向上加速运动；然后运动员停止发力，杠铃继 续向上运动，当运动员处于“下蹲支撑”处时，杠铃的速 度恰好为零.从运动员开始“发力”到“下蹲支撑”处的整 个过程历时0.8s ，杠铃升高0.6m ，该杠铃的质量为150kg . 求运动员发力时，对杠铃的作用力大小.(g 取10m ／s 2) 解:设杠铃在题述过程中的最大速度为v m ，则有t v h m 2 1=，解得v m =1.5m /s
2019高考物理题分类汇编 一、直线运动 18．（卷一）如图，篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高 度为H 。上升第一个4H 所用的时间为t 1，第四个4H 所用的时间为t 2。不计空气阻力，则21 t t 满足（） A ．1<21t t <2 B ．2<21 t t <3 C ．3<21t t <4 D ．4<21t t <5 25. （卷二）（2）汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶司机忽然发现前方有一警示牌立即刹车。从刹车系统稳定工作开始计时，已知汽车第1s 内的位移为24m ，第4s 内的位移为1m 。求汽车刹车系统稳定工开始计时的速度大小及此后的加速度大小。 二、力与平衡 16．（卷二）物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为3，重力加速度取10m/s 2。若轻绳能承受的最大张力为1500N ，则物块的质量最大为（） A ．150kg B ．1003kg C ．200kg D ．2003kg 16．（卷三）用卡车运输质量为m 的匀质圆筒状工件，为使工件保持固定，将其置于 两光滑斜面之间，如图所示。两斜面I 、Ⅱ固定在车上，倾角分别为30°和60°。重力加速度为g 。当卡车沿平直公路匀速行驶时，圆筒对斜面I 、Ⅱ压力的大小分别为F 1、F 2，则（） A ．1233= =F mg F mg ， B ．1233==F mg F mg ， C ．121 3== 2F mg F mg ， D ．1231==2 F mg F mg ，
19．（卷一）如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物 块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力 缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已 知M始终保持静止，则在此过程中（） A．水平拉力的大小可能保持不变 B．M所受细绳的拉力大小一定一直增加 C．M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 D．M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 三、牛顿运动定律 20．（卷三）如图（a），物块和木板叠放在实验台上，木板与实验台之间的摩擦可以忽略。物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平。t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时 撤去外力。细绳对物块的拉力f随时间t变化的关 系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如 图（c）所示。重力加速度取g=10m/s2。由题给数 据可以得出（） A．木板的质量为1kgB．2s~4s内，力F的大小为 C．0~2s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为 四、曲线与天体 19.（卷二）如图（a），在跳台滑雪比赛中，运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离。某运动员先后两次从同一跳台 起跳，每次都从离开跳台开始计时，用v表示他在竖直方向 的速度，其v-t图像如图（b）所示，t1和t2是他落在倾斜雪 道上的时刻。（） A．第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小 B．第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大 C．第一次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次 的大 D．竖直方向速度大小为v1时，第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大
科幻电影中的物理意义 学院：物理与电气信息 工程学院 专业：自动化 班级： 姓名： 学号： 科幻电影中的物理知识
科学并非“在实验室里只有科学家们才听得懂的悄悄话”，科学是一门所有人都可以讨论的学问。 科学家们的研究内容常常被用做科幻电影的主要素材。可是在很多情况下，在编剧们创造性的添加了自己的幻想之后，影片本身却常常会违反最基本的物理规律。 也许你已经知道，迄今为止规模最大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）将于年内运转。两位俄国数学家预言，它有可能被证明是世界上第一台时间机器。 穿越时空总是能让人产生浓厚的兴趣，也成为很多科幻电影，对于众多科幻电影，"时间旅行"即穿越时空常常成为它们的灵感源泉维护因果律的如《12只猴子》(12 Monkeys)，挑战因果律的如《终结者》(The Terminator)系列，改变汗青的如《罗拉快跑》(Run Lola)、《蝴蝶效应》(The Butterfly Effect)同物理学家们所争论的一样，这些影片无一不牵扯到时间旅行的因果律问题。 要想在过去、现在和未来间自由穿梭，只有在时间机器建成后才有希望变为现实。当LHC投入运转后，每个在其中通过的粒子会在时空中形成一种冲击波，让周围的空间和时间发生扭曲。当两个这样的引力波彼此朝对方趋近的时候，可能会造成十分壮观的结果。在某些极端场合，撞击的引力波会在时空中撕出一个“虫洞”来，即通常所说的可以穿越时空的隧道。如果LHC真的做到了这点，那么，任何研究领域所取得的进展都会黯然失色。从这个意义上说，强子对撞机可能标志着一个历史新里程，而2008年，则有望成为时空元年。
现今能够处理完成这个问题的最具使心服力确当属"平行太空"（Parallel Universes）定见该定见认为，在时空旅行中，有可能产生新的平行世界这个构想由Hugh Everett 于1957年在《现代物理评论》发表，初称之为"多重太空定见"（Many Worlds Theory）他认为，在量子力学中，每当一次测量完成，则被呈现的只是好些个可能的结果之一，其余可能的结果虽不能呈现，但它们并不是不存在，而是在另外的太空中接续存在每次回到过去所做的改变汗青的行动，均可能产生出1个新的世界。 这种高度抽象的"多世界"定见也被科幻电影引入过。例如在《回到未来》中，Dr. Brown向Marty诠释"平行世界"时，在黑板上画的概况图恰是出自霍金的《时间简史》目前，物理学家认为，回到过去的个人行为不成能改变汗青至于为什么，他们只是坚决相信"物理学定律会阻止"时空旅行者改变汗青，而未能给出完善的诠释。 数十年来，物理学家一直在努力探索时空之旅可能的真实机制。对于时空如何发生变化的最佳描述，源自于爱因斯坦的广义相对论。1905年，爱因斯坦在狭义相对论中指出：1个人如果做高速运动，时间对他来说就会变慢；如果他的运动速率趋近于光速，时间对他来说就会近乎障碍同时，狭义相对论认为，光速没有办法超越，时间不成能倒流然而广义相对论被提出后，许多科学家从中瞥见了时间旅行的可能性，包括诸如"一位航天员可以在他出发之前即回到地球"的假想。所以研究人员一直在寻找它的某些瑕疵——或者说尚未引起重视的层面，以期取得突破。通过以往这些努力源源不断地涌现出的时间
体育运动中的物理问题集锦 丰富多彩的体育运动与物理知识有着密切的联系，以体育运动为背景的试题，具有浓郁的生活气息，能够让学生体会到物理知识的实用性——物理学对提高体育运动水平具有广泛指导作用。物理教学中可以有意识地设计、选用这类习题，指导学生分析解决体育运动中的实际问题，提高学生的科学文化素质，提高学生学习物理的兴趣，增强学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。 解答此类问题时，弄清问题情景是前提，简化物理过程（状态）是要诀，建立理想模型是关键，然后运用相关的知识进行分析，从而获得问题的解答。 本文整理了部分涉及体育运动的物理问题，权作引玉之砖。 一、原地跳起（直线运动） 例1 （2005年高考理综物理试题）原地跳起时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”，离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”，现有下列数据：人 原地上跳的“加速距离”d1=O．50m，“竖直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”，。假想人具有与跳蚤相等的 起跳加速度，而“加速距离”仍为0．50m。则人上跳的“竖直高度”是多少？ 解析设跳蚤起跳的加速度为口，离地时的速度为口，则对加速过程和离地后上升过程分别有 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，在这种假想下人离地时的速度为V，与此相应的竖直高度为H，则对加速过程和离地后上升过程分别有 由以上各式可得 代入数值，得。 二、接力赛跑（直线运动、） 例2甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0＝13.5 m处作了标记，并以V＝9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L＝20 m。 求：⑴此次练习中乙在接棒前的加速度a。 ⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 解析⑴在甲发出口令后，，甲乙达到共同速度所用时间为：
历年高考物理试题分类汇编 牛顿运动定律选择题 08年高考全国I理综 15.如图，一辆有动力驱动的小车上有一水平放置的弹簧，其左端固定在小车上，右端与一小球相连，设在某一段时间内小球与小车相对静 止且弹簧处于压缩状态，若忽略小球与小车间的 摩擦力，则在此段时间内小车可能是AD A.向右做加速运动 B.向右做减速运动 C.向左做加速运动 D.向左做减速运动 08年高考全国II理综 16.如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧 挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑。已知A与斜面之间 的动摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾 角为α。B与斜面之间的动摩擦因数是A A. 2 tan 3 α B. 2 cot .3 α C. tanαD.cotα 08年高考全国II理综 18.如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳 两端各系一小球a和b。a球质量为m，静置于地面；b球质量为 3m，用手托往，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放 b后，a可能达到的最大高度为B A.h B.1.5h C.2h D.2.5h 08年高考北京卷理综 20.有一些问题你可能不会求解，但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断。例如从解的物理量单位，解随某些已知量变化的趋势，解在一跸特殊条件下的结果等方面进
行分析，并与预期结果、实验结论等进行比较，从而判断解的合理性或正确性。 举例如下：如图所示。质量为M 、倾角为θ的滑块A 放于水平地面上。把质量为m 的滑块 B 放在A 的斜面上。忽略一切摩擦，有人求得B 相对地面的加 速度a=2 sin sin M m g M m θθ++,式中g 为重力加速度。 对于上述解，某同学首先分析了等号右侧量的单位，没发现问题。他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断，所得结论都是“解可能是对的”。但是，其中有一项是错误的。请你指出该项。D A. 当θ?时，该解给出a=0，这符合常识，说明该解可能是对的 B. 当θ＝90?时，该解给出a=g,这符合实验结论，说明该解可能是对的 C. 当M ≥m 时，该解给出a=gsin θ,这符合预期的结果，说明该解可能是对的 D. 当m ≥M 时，该解给出a=sin B θ,这符合预期的结果，说明该解可能是对的 08年高考山东卷理综 19.直升机悬停在空中向地面投放装有救灾物资的箱子，如图所 示。设投放初速度为零．箱子所受的空气阻力与箱子下落速度的平方成正比，且运动过程中箱子始终保持图示姿态。在箱子下落过程中．下列说法正确的是C A.箱内物体对箱子底部始终没有压力 B.箱子刚从飞机上投下时，箱内物体受到的支持力最大 C.箱子接近地面时，箱内物体受到的支持力比刚投下时大 D.若下落距离足够长，箱内物体有可能不受底部支持力而“飘起来” 08年高考宁夏卷理综 20.一有固定斜面的小车在水平面上做直线运动，小球通 过细绳与车顶相连。小球某时刻正处于图示状态。设斜面对小球的支持力为N ，细绳对小球的拉力为T ，关于此时刻小球的受力情况，下列说法正确的是AB
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 2011年高考物理真题分类汇编（详解） 功和能 1．（2011年高考·江苏理综卷）如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于 A ．0.3J B ．3J C ．30J D ．300J 1.A 解析：生活经验告诉我们：10个鸡蛋大约1斤即0.5kg ，则一个鸡蛋的质量约为 0.5 0.0510 m kg = =，鸡蛋大约能抛高度h =0.6m ，则做功约为W=mgh =0.05×10×0.6J=0.3J ，A 正确。 2．（2011年高考·海南理综卷）一物体自t =0时开始做直线运动，其速度图线如图所示。下列选项正确的是（ ） A ．在0～6s 内，物体离出发点最远为30m B ．在0～6s 内，物体经过的路程为40m C ．在0～4s 内，物体的平均速率为7.5m/s D ．在5～6s 内，物体所受的合外力做负功 v/m ·s -1 10
2.BC 解析：在0~5s,物体向正向运动，5~6s向负向运动，故5s末离出发点最远，A错；由面积法求出0~5s的位移s1＝35m, 5~6s的位移s2＝－5m,总路程为：40m，B对；由面积法求出0~4s的位移s=30m，平度速度为：v＝s/t＝7.5m/s C对；由图像知5～6s过程物体加速，合力和位移同向，合力做正功，D错 3．（2011年高考·四川理综卷）如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则 A．火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B．返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力 C．返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D．返回舱在喷气过程中处于失重状态 3.A 解析：在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，加速度方向向上，返回舱处于超重状态，动能减小，返回舱所受合外力做负功，返回舱在喷气过程中减速的主要原因是缓冲火箭向下喷气而获得向上的反冲力。火箭开始喷气前匀速下降拉力等于重力减去返回舱受到的空气阻力，火箭开始喷气瞬间反冲力直接对返回舱作用因而伞绳对返回舱的拉力变小。 4．（2011年高考·全国卷新课标版）一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能 A．一直增大 B．先逐渐减小至零，再逐渐增大 C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小 D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大 4.ABD 解析：当恒力方向与速度在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至零，再逐渐增大。当恒力方向与速度不在一条直线上，质点的动能可能一直增大，也可能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大。所以正确答案是ABD。
利用电影中的物理现象加深学生对物理规律的理解 论文摘要：虽然现代教学有更多更好的实验器材来进行实验探索，甚至多媒体模拟实验，然而在平常的课堂教学中，老师能利用同学们喜闻乐见的影视中的物理现象来加以说明，能起到事半功倍的作用。 关键词：利用电影物理现象加深物理规律理解 现在的学生虽然有了更好的条件来学习，有了更新的实验器材进行实验探索和多媒体来进行模拟实验，然而在平常的课堂教学中，老师能够有选择性的利用学生们喜闻乐见的电影中的物理现象来加以说明，则更能起到事半功倍的效果，加深学生对相应物理规律的理解。现例举几个实例来加以说明： 动量守恒定律是物理学中的一条重要的定律，它的基本内容是：一个系统如果不受外力，或者所受到的合外力为零，则系统的总动量保持恒定。用公式可以表示为M1V1+M2V2= M1V10+M2V20 ，其中，M1、M2为两个物体的质量，V1、V2为两物体末状态的速度，V10、V20为为两物体初状态的速度。公式的意思即两个物体所组成的系统的末状态的动量之和等于两物体初状态的动量之和。说起来简单，但要从没有接触过动量守恒定律的学生一下子就能形象的理解它，还是有一定难度，这时，我想到了同学们爱看的一部电影《机器人总动员》，当电影中的机器人瓦力不小心漂浮进了太空后，它不论怎么动，怎么努力都不能飘回到飞船，因为在太空中没有其他的物体甚至空气来使机器人瓦力受到向前的力量。如果要使自己得到一个向前的动量，必须对其他物体施加力使得其它的物体得到一个大小相等但方向相反的动量。这样，设定向前的动量为正，向后的动量为负，总和仍然与之前一样为零。幸亏机器人瓦力身边带着的一个灭火器瓶，他向后放出灭火用的泡沫，使自己受到反冲力，得到向前的动量，当然，设机器人瓦力向正方向运动，泡沫向负方向运动，机器人瓦力的动量为正，泡沫的动量为负，所以这时系统的总动量仍然守恒。这样，用电影中的实例就能容易的让同学们理解这个定律了。 航天员费俊龙、与聂海胜乘坐神舟六号遨游太空时进行了出仓活动，但是大家注意到没有，出仓的航天员用一根绳子绑在了自己和飞船之间，就是防止自己
体育中的物理 第一课时 一、举重中的物理知识 在举重比赛中，运动员上场之前总要 在手上擦些“白粉”。这些“白粉”是镁粉， 擦过之后，可增大手与被握物体的摩擦， 减少运动中的失误。千万不要以为举重只 是“一举之功”的“力气活”。这个短短几 秒钟之内的“举手之劳”却包含了最丰富 生动的物理学、生物学知识。 有人把举重的要诀归纳为“近、快、低”。从提铃到举起，都要求杠铃尽量贴“近”身体纵轴，否则便会因重力和惯性产生的力矩导致身体失去平衡。让杠铃的重力作用线通过或接近两脚形成的支撑面中心，有利于发力并减少无用和有害分力，并充分发挥身体的杠杆作用。杠铃重心上升的S形曲线应尽量靠近支撑面中心垂线，弧度越小越好。 “快”的价值在于以爆发力赋予杠铃足够的加速度和上升高度。优秀运动员提铃时，杠铃垂直上升速度约为1.6米/秒，出现“超重”现象。发力峰值达到人铃重量之和的1.5倍以上。而迟缓的“生拉硬拽”必然导致事倍功半，是举重动作的大忌。 “低”的要领在于发力后体位迅速下降。由于提铃高度不可能与肩平齐，而只能拉到腰部，这时必须赶紧“放下身段”，“屈尊下就”，充分利用宝贵的零点几秒时间，抢在杠铃下落之前将胸部转入横杆之下并将它稳稳接住。人体重心下降速度之所以能够超过自由落体，是因为用力向上提肘时，反作用力能够使下蹲加快。剩下的事便是靠着强大的两腿和躯干力量站立起来了。 举重选手最动人的姿态要数高高举起杠铃的瞬间了，如果说双臂形成的V 字象征胜利，那么这种V型姿势确实和胜利大有关系。因为较宽的握距有利于减少需要举起的高度。这里服从的原则还是一个“低”字。 为什么每个运动员的挺举成绩都毫无例外的高于抓举成绩？原因在于抓举要求不能停顿，需要一气呵成，而挺举却能分成两个步骤，不仅减少了杠铃一次上升的必要高度，而且身体能得到休息和调整。 举重是靠瞬间爆发力取胜的高强度无氧运动。需要调动腿、腰、背、肩、臂
θ F 2020普通高校招生考试试题汇编-相互作用 1（2020安徽第1题）．一质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上。现对物块施加一个竖直向下的恒力F ，如图所示。则物块 A ．仍处于静止状态 B ．沿斜面加速下滑 C ．受到的摩擦力不便 D ．受到的合外力增大 答案：A 解析：由于质量为m 的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的作用力与物块的重力平衡，斜面与物块的动摩擦因数μ=tan θ。对物块施加一个竖直向下的恒力F ，使得合力仍然为零，故物块仍处于静止状态，A 正确，B 、D 错误。摩擦力由mg sin θ增大到(F +mg )sin θ，C 错误。 2（2020海南第4题）.如图，墙上有两个钉子a 和b,它们的连 线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l 。一条不可伸长 的轻质细绳一端固定于a 点，另一端跨过光滑钉子b 悬挂一质量 为m1的重物。在绳子距a 端2 l 得c 点有一固定绳圈。若绳圈上悬挂质量为m2的钩码，平衡后绳的ac 段正好水平，则重物和钩 码的质量比12 m m 为 A.5 B. 2 C. 52 D.2 解析：平衡后设绳的BC 段与水平方向成α角，则：tan 2,sin 5 αα== 对节点C 分析三力平衡，在竖直方向上有：21sin m g m g α=得：1215sin 2 m m α==，选C 3 (广东第16题).如图5所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连 接两根弹簧，连接点P 在F 1、F 2和F 3三力作用下保持静止。下列判断正 确的是 A. F 1 > F 2> F 3 B. F 3 > F 1> F 2 C. F 2> F 3 > F 1 D. F 3> F 2 > F 1 4(北京理综第18题)．“蹦极”就是跳跃者把一 端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高 处跳下的一种极限运动。某人做蹦极运动，所受 绳子拉力F 的大小随时间t 变化的情况如图所示。 将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，重力加速 度为g 。据图可知，此人在蹦极过程中最大加速