操场上的物理知识

大家都喜爱体育活动，通过体育锻炼能提高身体素质。然而，当你在操场上参加体育活动时，不知你有没有想过，在操场上也包含许多物理知识呢!

1、掷铅球时，铅球离手后，为什么能向前运动？铅球在空中运动时受几个力作用？铅球最终为什么落向地面？铅球在使用过程中，质量、体积、密度如何变化？若某同学掷铅球的成绩为10米，是不是铅球运动的路程就是10米？

答：掷铅球时，一开始铅球与人手处于运动状态，铅球离开手以后，由于有惯性，仍能向前运动。铅球在空中运动时如不计空气阻力，只受重力作用。铅球最终落向地面，是由于重力作用。铅球在使用过程中，由于磨损，质量变小，体积变小，密度不变。若某同学掷铅球的成绩为10米，说明铅球水平移动的路程为10米，铅球实际移动的距离大于10米。

2、荡秋千时，能量如何转化？在何处速度最大？

答：荡秋千的过程是动能与重力势能相互转化的过程。人从低处向高处荡时，动能减少，重力势能增大，动能转化为重力势能；人从高处向低处荡时，重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能；很显然，秋千荡到最低点时，动能最大，速度最大。

3、操场上做操时，领队员如何判断队伍排得整齐？早晨做操时，看见初升的太阳，是实物还是像？若是像，是实像还是虚像？在做操时，某人双脚站立与单脚站立，他对地面的压力和压强是否相同？

答：领队员站在队伍的前面，只要队伍看上去是一条线，就能保证队伍排得整齐，这是因为光在同一种均匀物质中传播路线是直的。早晨做操时，看见初升的太阳，是由于光的折射形成的虚像。在做操时，该人双脚站立与单脚站立相比较，压力相同，压强不同，单脚站立时压强较大。

4、跳高运动员为什么能向上跃起？运动员在向上运动的过程中，为什么速度减小？运动员在向下降落的过程中，为什么速度增大？运动员在向下降落的过程中，若以运动员为参照物，地面如何运动？跳高运动员腾空落下时，总有一层海绵垫铺在地上，这又是为什么？

答：跳高运动员在跳高前先用脚向下蹬地面，脚对地面施加了一个向下作用力，而力的作用是相互的，在这同时，地面也给人一个向上的作用力，因而运动员能够向前跃起。运动员在向上运动的过程中，受到的重力方向竖直向下，与速度方向相反，因而速度减小；而运动员在向下降落的过程中，重力方向与速度方向相同，因而速度增大。运动员在向下降落的过程中，若以运动员为参照物，地面是向上运动。跳高运动员的下方铺一层海绵垫，是因为海绵能随力的作用而改变形状。由于重力作用。人体下落在海绵上，使海绵变形，把接触部分包裹起来，实际上增大了受力面积，减小了骨头所受的压强，起到保护和缓冲作用。

5、在100米赛跑时，终点计时员是以听到枪声计时还是以看见枪冒烟计时？若甲、乙两运动员在100米赛跑时以相同速度并肩向前奔跑，以什么为参照物，运动员是静止的？又以什么为参照物，运动员是运动的？

答：在100米赛跑时，终点计时员应以看见枪冒烟计时比较准确。这是因为光传播100米的路程所花时间为3.33×10-7秒，而声音传播100米的路程所花时间为0.294秒，若以听见枪声计时，运动员已经从起跑线跑了0.294秒了，会使运动员的成绩提高。若甲、乙两运动员在100米赛跑时以相同速度并肩向前奔跑，以其中的任意一运动员作为参照物，另一运动员是静止的；若以地面为参照物，甲、乙两运动员都是运动的。

6、小红和兰兰两人进行多次百米赛跑，同时出发，每次小红都比兰兰提前10米到达终点。如果两人都以原来的速度跑，让小红的起跑线后移10米，兰兰仍在原起跑线，两人同时起跑，谁先到终点？

答：小红先到终点。由题意可有，小红跑100米时，兰兰跑90米。现在实际上就是比较小红跑110米所需时间与兰兰跑100米所需时间哪个短。很显然，小红先跑100米所需时间与兰兰跑90米所需时间相同，我们只要比较最后都跑10米，哪个先到终点，由于小红运动快，所以先到终点。

7、操场上进行拔河比赛，运动员常穿上比较新的球鞋，而且不希望地面上有许多砂子，否则难以取胜，这是为什么？

答：拔河比赛时，双方摩擦力的大小是一个决定性的因素。运动员常穿上比较新的球鞋，是由于新的球鞋鞋底比较粗糙，拔河比赛时所受的摩擦力较大。不希望地面上有许多砂子，是防止滑动摩擦转化为滚动摩擦，摩擦力减小。

8、足球比赛时，甲运动员将足球踢给乙，乙运动员将足球踢向球门，被丙守门员用头顶出。在此过程中，足球受到哪些力的作用？这些力使足球的什么发生了改变？若足球踢出在地面上滚动时，为什么越滚越慢最后停止？

答：在此过程中，足球受到甲运动员用脚踢的力、乙运动员用脚踢的力、丙守门员用头顶的力。这些力使足球的运动状态发生了改变。踢出去的足球在地面上滚动时，由于受摩擦力的作用，改变了足球的运动状态，使足球越滚越慢最后停止。

9、在4×100米接力赛中，为什么交棒和接棒队员要在交棒区内跑动中交接棒？

答：这是因为交棒队员在手持接力棒全力冲刺时，其速度非常大，如果接棒队员处于静止状态，他们的相对速度也就非常大，很容易被交棒队员的身体撞倒。如果在交棒队员接近时，接棒队员也开始同向奔跑，那么两人就会减小相对速度，交接棒也就容易了。

10、如何测定操场上跑道的长度？

答：方法①先匀速走动ｓ1路程，用秒表测出所需时间为t1，再以相同速度匀速通过整个跑道，用秒表测出所需时间为t2，这样就可求出跑道的长度为：ｓ=ｓ1t2/t1

方法②先找一个轮子，用尺测出轮子的周长ｌ，再让轮子沿着跑道滚动，记下轮子滚过的圈数ｎ，这样就可求出跑道的长度为：ｓ=ｎｌ

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