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问题: 质点运动

某同学身高1.8米,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8米高度的横杆,已知此同学起跳时重心距杆的水平距离为60cm,则他起跳时速度方向与地面的夹角至少应选择多大?

解答:

此题需假设人体的重心位置(具体假设见解题过程)
同时设起跳后身体横着越过了1.8米高度的横杆为正好越过。则:
设过程时间为t,则速度沿水平方向得分速度V1=VCOSX,垂直向上的分速度V2=VSINX.
所以
水平方向匀速运动有 t=0.6/(VCOSX)
垂直方向以重力加速度匀减速运动有 VSINX=gt
由上两式得tgX=1/2*gt^2*10/3,

1/2*gt^2为重心上升高度,因此此题必须假设起跳时同学的中心
位置,现假设重心在其升高的一半处。因此同学跳跃横杆时重心
上升的高度等于1.8-1.8/2=0.9米
因此tgX=10/3
所以X=arctg(10/3)=73.3度