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亚运会隐藏的物理考点,期中考前先练习起来!

杭州第19届亚运会(The 19th Asian Games)又称“2022年杭州亚运会”(原定于2022年9月10日至25日举行,后延期于2023年举行),是继1990年北京亚运会、2010年广州亚运会之后,中国第三次举办洲最高规格的国际综合性体育赛事。接下来请跟随我们的步伐,一起来“解剖”亚运会精彩瞬间吧!


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一、乒乓球


亚运会乒乓球比赛中,国乒获得男团、女团、男单、女单、男双、混双六项冠军,以6金2银1铜收官!“你可以永远相信国乒”,不是相信国乒夺冠如探囊取物,而是相信拼搏的力量,相信坚持的意义。


乒乓球作为中国的国球,不仅是运动员“体力”的比拼,也是“脑力”的比赛,要想打出专业运动员的高阶技能“旋转球”,就要了解乒乓球在运动中的物理知识。


留心观察就会发现乒乓球的台面通常呈暗色且无光泽,这是因为“呈暗色,无光泽”容易吸收光,不发生反光现象,且易与白色或黄色的乒乓球区分。除此之外,台面可用任何材料制成,而且要具有均匀一致的弹性。



旋转乒乓球是如何产生的? 

乒乓球在飞行过程中,与空气存在相互作用,如果要让球转动起来,需要在运动员“力”的加持下,让球拍与球之间所发生的碰撞,球就会在运动过程中发生旋转。



为什么旋转球总是飘忽不定?  

这就要运用到伯努利原理,简单来说就是流速越快,压力越小。当乒乓球旋转时,会通过摩擦力带动周边的空气一起发生旋转,两侧的空气流速出现快慢的偏差。流速大的地方压强较小,流速小的地方压强较大,所以乒乓球会由压强较大的地方方向压强小的地方移动,从而产生移位,形成“弧圈球”。包括上旋与下旋球,是一样的原理,但流速的大小相反。




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二、撑杆跳


杭州亚运会女子撑杆跳高决赛中,中国选手李玲越过4米63,成功获得一枚金牌作为田径比赛中技术动作最复杂的项目之一,我们在日常生活中虽然很少有机会接触和体验到这个项目,其实,撑杆跳的本质就是一种考验能量转化效率的比赛。



为什么跳高运动员都是背越式过杆?

这与物理概念中的质心有关。质心,即物体的质量中心,指物质系统上被认为质量集中于此的一个假想点。在日常生活中,质心会随着我们做的动作随之移动,比如站立时质心在肚脐附近,当我们举起双手时,质心也会随之向上移动。


“背越式”过杆时人的身体是弯曲的,这时候人的质心不在人身上,而是在腰部下方。这样的话,实际是质心是从杆下过,而人却从杆上过。而“跨越式”则需要把质心再提高,也就是从胯下到质心的高度,无形间就增加了运动员需要的起跳高度。

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如图,撑杆跳全过程可分为四个阶段:A→B阶段,助跑加速;B→C阶段,杆弯曲程度增大、人上升;C→D阶段,杆弯曲程度减小、人上升;D→E阶段,人越过横杆后下落,整个过程空气阻力忽略不计。这四个阶段的能量变化为(  )

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A.A→B人和杆系统的机械能不变

B.B→C人和杆系统的动能减小、重力势能和弹性势能增加

C.C→D人和杆系统的动能减少量等于重力势能的增加量

D.D→E重力对人所做的功等于人机械能的增加量


【答案与解析】

A、A→B阶段,助跑加速,人的重力势能不变,动能增加,所以机械能增加,故A错误;


B、B→C阶段,杆弯曲程度增大、人上升,人克服重力和弹力做功,动能减少,位置升高,所以弹性势能和重力势能增加,故B正确;


C、C→D阶段,杆弯曲程度减小、人上升,弹性势能减少量与动能的减少量之和等于重力势能的增加量,故C错误;


D、D→E阶段,人越过横杆后下落,只有重力做功,人的机械能守恒,重力对人所做的功等于人的动能增加量,故D错误。


故选:B。


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