体育中的物理知识分析

陈佳欣 湖南省广益实验中学

体育中的物理知识分析

陈佳欣 湖南省广益实验中学

本文基于体育运动的视角，就体育运动当中所含有的物理知识进行分析，并通过相关的典型例题，分析了体育类物理问题的相关解答技巧，希望能够为高中学生的物理学习提供帮助。

体育运动 高中物理 例题分析

近几年来，就全国各地物理高考题进行观察，出现了很多基于体育运动为背景的物理问题，这种问题与实际生活密切相关，解答过程相对灵活，难度适中。不但对学生的物理知识掌握情况进行了解，也让问题具有了一定的新颖性，所以针对此类问题的研究，也是学生高中物理学习过程中的重点。

1 跳绳当中所涉及到的高中物理知识问题

问题：在学校举办的跳绳比赛中，运动员小红体重为50kg，她在一分钟之内跳绳180次，小红每跳跃一次，地面和脚部的接触时间为跳跃一次所使用时间的40%，求小红在跳绳的过程中克服自身重力做功的平均功率为多少。

解答：首先，大家可以计算中小红跳一次绳所需要的时间，即

小红在空中停留的时间为：

推算出由离地到最高点的时间

从竖直做上抛运动规律能够计算出上升的高度：

所以小红每跳一次绳所克服重力所做的功为：

点评：跳绳是一项简单的体育运动，但其中涉及到多个物理过程，学生在解答过程中，必须要理清跳绳运动所涉及的物理过程，并逐层分析，这样才能得出正确答案。整体来讲，这道题的难度不大，但要求学生必须要对跳绳运动进行全面的分析，只有这样，才能保证答题的正确。

2 跳高运动所涉及到的高中物理知识问题

问题：学校运动会上，身高1．6m的小王同学参加跳高比赛，比赛过程中，小王同学向前助跑一段距离之后，越过了高度为1．6m的横杆，则小王同学在起跳时竖直向上的速度大约是（）（g取10m/s2）

A、1．6m/s

B、2m/s

C、4m/s

D、7．2m/s

图1

解答：图1即为运动员小王的跳跃过程，如图所示，他的跳跃高度（H）主要由以下三部分构成：第一部分为身体在腾空以前的中心高度，记作H1，决定这一部分大小的是由运动员的腿长身高和身体腾空之前摆出的动作确定的。第二部分是身体在腾空之前到腾空以后身体达到最高点是的数值距离，记作H3，把小王腾空之后所进行的动作看作是竖直上抛运动，所以决定H2大小的是小王在起跳过程中的初速度。第三，小王在起跳之后，身体达到最高点时，身体重心与横杆之间所产生的距离，记作H3，小王在实际运动的过程当中，是很难做到H3为正值的，绝大多数情况为0或者负值。

综上，则有地面到小王身体越过横杆最高点的速度可以建立式子：

令H3为0，该式子便可以变成H=H1+H2；又有H1的值为小王同学身高的二分之一，所以小王同学在跳高的过程中存在有联合解出因此该问题正确选项为C。

点评：在该问题中，学生解答的突破口，就是需要在脑海当中就运动员跳高的流程图进行绘制，并逐层对其进行运算，之后再将对应数据代入，便能求出对应的值。解答此类问题时，学生必须要有明确的头脑，通过对跳高运动动作的分解和逐一分析，最终得出正确答案。

3 体操运动当中所涉及到的高中物理知识问题

问题：在体操运动项目中，ab两名运动员在秋千上进行如图2所示的运动展示，即运动员在A点从静止状态出发，在秋千到达最低点B时，运动员a立刻将运动员b进行水平方向推出，此时运动员a正好回到A点，求运动员b落地位置C点和O点在水平方向上距离的大小。（设运动员b的质量是m1，运动员a的质量是m2，同时存在有m1：m2=2：1，秋千重量可忽略不计，其摆长为R，C点和O点在垂直方向上的距离为5R。）

图2

在两位运动员分离之后，b运动员将会做平抛运动，令其达到C点时所消耗的时间为t，并根据运动学规律，可以建立式子：

再通过机械能守恒定律能够得到a运动员回到A点时，存在有：

将m1：m2=2：1带入式子，能够得出s=8R。

点评：这道问题有一定的难度，需要大家对平抛运动、机械能守恒、动能守恒等都有较好的掌握，才能建立式子，联立解答。

基于体育运动的高中物理考题，是最近几年高考问题的重要发展趋势，此类问题虽然整体难度并不是很高，但是需要学生进行灵活的思考，并对运动动作进行深入的分解，将每一个步骤代入相关的物理学理论，才能最终得出正确答案。学生针对此类问题，必须要高度重视，才能取得更加优异的成绩。

[1]陈敬艳,陈庆丰,齐海燕,等.体育运动中的物理知识[J].科技视界,2014,(31):44.