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：
V t a 设在这段时间内甲、乙的位移分别为 S 1 和 S 2，则：
S 1 Vt
S2 1at
2 22
S 1＝ S 2＋ S 0
联立以上四式解得：
V
⑵在这段时间内，乙在接力区的位移为：
S 2 V 13.5 m
2a
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
V 2
a 2S 0
3 m/s 2
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v0＝8 m/s 飞出，
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。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求运动员在水平雪道上滑行的距离
（取
解析如图选坐标，斜面的方程为：
y xtan 3x
4 运动员飞出后做平抛运动
2
g＝10 m/s )
在落到
除缓冲
＝，
