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使物体发生形变、不变、变大
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运动员压杆腾空时，压力改变了撑杆的形状，说明力改变了物体的形状。 运动员在上升的过程中，质量不变，高度增大，重力势能增大。
扫描下载二维码（2013o澄江县二模）撑杆跳高是深受大家喜爱的体育运动项目之一，如图运动员在撑杆起跳时发现杆变弯曲了，这主要说明力可以______．运动员在撑杆上升过程中，其质量______、重力势能______&（后两空均选填“变大”、“不变”或“变小”）．
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动员在撑杆起跳时发现杆变弯曲了，这主要说明力可以改变物体的形状．运动员在撑杆上升过程中，其质量不变，高度增加，故其重力势能变大故答案为：改变物体的形状；不变；变大；
为您推荐：
力可以改变物体的形状，力可以改变物体的运动状态．且重力势能的大小与物体的质量和高度有关．
本题考点：
力的作用效果；势能的影响因素．
考点点评：
本题考查了力的作用效果和重力势能大小的影响因素．我们要关注重大体育比赛，关注体育比赛项目，关注其中的每一个动作，从中发现问题，解决问题．
扫描下载二维码撑杆跳，没那么简单(图)
撑杆跳看着轻松简单，实则技术难度相当大。　　昨天，万众瞩目的撑杆跳女王伊辛巴耶娃在卢日尼基体育场结束华丽的职业生涯，她的传奇曾让无数人为撑杆跳疯狂。这个田径赛场最惊险又最美妙的项目，需要无数技巧。本报记者采访到在本届世锦赛创造历史、首次闯入男子撑杆跳决赛的中国选手薛长锐，请他解析撑杆跳背后的秘密。
　　抓杆练一年 心急可不行
　　轻松的起跳、优美的空中跃杆，员在撑杆跳运动中的动作看起来流畅又潇洒。可就这么一个看起来“简单”的动作，就需要一年的练习时间。
　　真的有这么难吗？薛长锐就经历过这样难熬的日子，“我真正跳起来的时候，已是开始训练一年之后了。”在学习撑杆跳的第一年，教练不会安排起跳的课程。运动员能够做的就是“抓直杆”。“第一年的训练中，抓杆很靠下，因此杆子都不会弯，只是让你初步认识怎么跳。”
　　期间，还要经历辛苦的体能训练，“我那个时候瘦得跟个猴子似的，所以就得拼命训练，加强上肢力量。”由于撑杆跳运动对上肢力量要求很高，身材高挑的薛长锐经历了一段艰难的时间。“一年左右，力量大了，才可以用手拿杆的靠上部位，这时候，杆子才会弯，成为我们平时看到的样子。”
　　空中找感觉 新手净乱飞
　　弯杆后就会跳出好看的动作吗？答案是否定的，因为运动员的下一个任务是学习如何做“空中飞人”。
　　“我那时候是天天在天上乱飞。”提到刚刚接触弯杆的日子，薛长锐自己都忍不住笑了出来：“跳起来根本控制不了自己的方向，什么动作都有，后空翻天天做。”对于新手来说，弯杆难以控制平衡，杆子的弹性会给身体施加很大的压力，这时候运动员需要多次反复的练习适应。“不记得自己跳了多少次，才练习到可以站在垫子上，然后慢慢过杆。”他说。
　　顺利完成助跑、插杆、起跳、悬垂摆腿、空中引体、过杆、推杆和躲杆六大技术动作后，才算是入了门。不过，完成比赛不是目的，对于撑杆跳运动来说，更重要的是动作有视觉冲击力。“我刚开始就是横着过，那动作根本没法看。”在薛长锐看来，撑杆跳动作的“视觉冲击力”需要技术的熟练和正确，运动员要经历3到4年漫长的时间才可达到。“我练习了五年，动作才慢慢好看起来，会有观众为我鼓掌，但依然不完美，技术太难。”
　　想要成高手 伊娃是榜样
　　在撑杆跳界，布勃卡和伊辛巴耶娃是教科书般的人物，人人都在学习他们的技术，但跻身世界一流好手的路途十分漫长。
　　首先需要突破的就是体能关，对于技术娴熟的高手来说，他们会选择磅数大的杆，以求更大弹力带来的身体惯性，与之伴随而来的就是杆体重量的加剧。“对于一般人来说拿起我们的杆子就很困难，何况拿着杆子跑几十米，然后还要起跳完成动作，体力消耗很大。”
　　除了选择磅数更重的杆，高手还会选择长距离助跑，“我们会从十步练起，随着技术的进步往上加，我现在是助跑十八步。”而在顶尖高手中间，这个数字更夸张，布勃卡的助跑达到了惊人的22步。
　　体能之后，技术上的难关更难度过。“这不是一个纯力量的项目，是所有田径运动的结合体，甚至需要体操空中倒立动作的感觉。”在薛长锐看来，年龄和经验能够帮助进步。“对于撑杆跳来说，22到28岁是黄金的年纪，太年轻不能够体会技术感受比赛，心理也会不稳定。”
　　晨报莫斯科专电
　　特派记者 李昕
　　竞走一姐 看到希望
　　刘虹20公里竞走摘铜 期待90后选手进步
　　昨天，老将刘虹在莫斯科世锦赛女子20公里竞走中摘得一块铜牌。赛后她表示，在与强敌俄罗斯的竞争中，中国竞走后备力量缺乏的状况已经有所改善。
　　俄罗斯整体强势
　　作为中国队昨日比赛中唯一一个80后，刘虹状态不错，她以1小时28分10秒的成绩紧随两名俄罗斯运动员入场，获得一枚铜牌。作为中国竞走的老对手，俄罗斯一直占据强势地位，此番家门口作战，优势更为明显。
　　在刘虹看来，中俄竞走的差距不是一场比赛的胜负，而在团体实力。“今年世界最好成绩的前四名都是俄罗斯人，中国只有我排在第五名。其他的人排名比较靠后，不能形成一个团体优势。”而团体优势的缺乏在比赛中表现十分明显。“他们有一个团队，就可以轮番出来领走，减少体力的消耗。”
　　作为竞走强国，俄罗斯的后备力量同样充裕。据刘虹介绍，俄罗斯有专门的竞走学校，从七八岁到青年有各个年龄段的竞走运动员，梯队建设十分完善。“高手退役后，立刻就有人接上，并且水平不错，都是1小时25分左右的水平，我们的团体成绩基本在1小时26分左右，差距十分明显。”
　　中国小将有进步
　　差距客观存在，但中国竞走的年轻人也一直在进步中。“我们都可以感觉到，2006年到2010年间，只有我一个人在参加世界大赛。现在80后的队员只剩我一个了，90后正在慢慢接上来。”刘虹说。
　　此外，中国竞走的基础也在往上走。“九月在长白山，我们就会有竞走大集训，去年500多人，今年会更多。”在刘虹看来，中国竞走在这个奥运周期有一个提升的空间：“离下届奥运会还有三年的时间，我们会有一个提升。”
　　至于如何让年轻小将更快成长，刘虹坦言需要耐心：“竞走是耐力项目，需要年限和路程的积累。”
　　晨报莫斯科专电
　　特派记者 李昕
　　伊辛巴耶娃遭偷拍
　　晨报莫斯科专电（特派记者 李昕）谁是世锦赛最大牌的明星？不是拯救世界田径的牙买加“闪电”博尔特，而是俄罗斯撑杆跳女王伊辛巴耶娃。
　　在卢日尼基体育场的正门售票处，唯一摆在外面海报上面的是伊辛巴耶娃，观众也纷纷询问比赛日期，掏钱买票看她的比赛。由于这将是撑杆跳女王最后一次征战世锦赛，莫斯科世锦赛官方的LOGO也采用了伊辛巴耶娃跳起时的剪影制作而成。更夸张的是，在场地的热身区域中，只要有伊娃出现，都有镜头对准她，一些媒体甚至连伊娃换衣服也不愿放过。赛后，一家体育门户网站立刻将“女王”换运动短裤的囧照贴在了醒目位置。
　　场馆上座率有点惨
　　晨报莫斯科专电（特派记者 李昕）虽然莫斯科世锦赛主办方宣称门票已全部售光，但本届莫斯科世锦赛的上座率实在太低，大多数时候观众寥寥，入座率不足一半。
　　除了博尔特百米大战之夜，卢日尼基体育场总是处于空荡荡的状态。观众的欢呼仿佛都能听到回声。昨天，一群身着乌克兰国旗颜色的观众方阵占据了大半个看台，欢呼声十分热烈。不过，他们也不是购票入场的观众，当天体育场内并无乌克兰选手比赛。讯问后发现，他们只是开幕式的表演演员。
　　志愿者彩排媒体赛
　　晨报莫斯科专电（特派记者 李昕）田径世锦赛为记者组织了一场800米比赛。昨天，工作人员就开始“装扮”成媒体记者进行彩排。
　　为了预演媒体赛可能发生的“状况”，8名工作人员昨天在百米比赛的跑道上进行了彩排，每个人都像模像样地戴着号码布。不过，他们没有跑满800米，只跑了100米就停下了脚步，开始开会。长达十五分钟的会议结束后，他们还整齐地走过运动员采访区，有电视台记者顽皮地叫住了他们，试图“采访”。工作人员没有那么入戏，挥挥手跑开了。
本文来源：北京晨报
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热门影院：撑杆跳高是田径运动中最复杂的项目之一。运动员必须足够强壮并具有快跑的能力来借助撑杆抬高身体，并且能非常灵活地控制身体，才能在腾空时灵活改变身体的位置。分析这项运动背后的科学原理，可以让我们更加深刻地理解其作用机制，从而最终获得成功。
撑杆跳高的不同阶段
撑杆跳高是一项具有传奇历史的运动。这项发源于希腊人、凯尔特人和克里特人的古老竞技现已发展为奥林匹克运动会的正式比赛项目。每年都会举办各种比赛，包括即将举行的
世界室内田径锦标赛
，都为撑杆跳高运动员们提供了一展身手的好机会。
这项运动本身被公认为是主要的跳跃项目之一，它是利用一根长的弹性杆来翻越障碍。在过去的几十年里，碳纤维和玻璃纤维杆已出现在撑杆跳比赛中。这些技术的进步不断地帮助运动员们达到新的高度，并打破之前的世界纪录。尽管撑杆在此项运动中起着重要的作用，但还需考虑很多其他影响整个跳跃过程的因素。
当撑杆跳在越过某个高度时，运动员们普遍采用的方法可以分为以下几个阶段。这里列出的每个阶段都对身体有着不同的限制要求：
弯杆与摆体
在每个阶段，运动员都需要控制多个初始条件。其中包括：速度、握杆高度（即运动员手持撑杆的高度）、刚度（根据撑杆类型的不同而有所差异）、迎角（起跳时撑杆与地面的夹角）以及腾空时的身体位置。
这里，我们将详细介绍撑杆跳高的各个阶段。
助跑阶段是指运动员以竖直方向手持撑杆，并在接近穴斗时将撑杆逐渐前倾，穴斗是跑道上用来放置撑杆的凹坑。在手持撑杆贴近身体的过程中，撑杆重量产生的扭矩会不断减少。肌力损失相对较少，因此大部分肌肉能量都存留在体内。在接近穴斗时，运动员会以最快的速度助跑，从而将动能
最大化，该能量会转移到下一个阶段。
在插杆起跳的过程中，撑杆首先插在穴斗中。运动员随后会弯曲撑杆并起跳。我们可以在此构建一个多体系统，由撑杆本身和撑杆跳高运动员组成。为了使撑杆达到垂直放置，整个系统必须向前旋转。影响撑杆角位置
的变量有好几个，包括弹跳力
、跳跃速度
弹跳力会通过握杆点从身体转移到撑杆上。这个撑杆力可以在起跳时产生一个正向转矩，从而使身体前旋。运动员的速度会对角动量产生影响，而角动量又会进一步推动身体前旋。体重在重力
的作用下，会产生一个反作用的重力矩，在整个运动过程中降低旋转速度。此外，撑杆跳高运动员会绕握杆点旋转
来移动身体。这种动作会改变体重的位置和转动惯量，从而影响撑杆的旋转。
起跳阶段。双点表示旋转加速度。
现在，让我们来看几个撑杆跳的场景。
在迎角的最高点 — 当撑杆跳高运动员的身体挺直时，同时伸直手臂、双手高举在空中 — 扭矩的利用率（即地面与握杆点之间的距离）实现最大化。撑杆因此发生前旋。如果运动员弯曲手臂，则扭矩利用率可能不足以将运动员向前推动。撑杆会因此而不能到达垂直位置；相反，它会将运动员弹回到跑道上。如果运动员的速度不够快，也会发生同样的情况。
握杆高度在起跳阶段也起着重要的作用。一方面，随着握杆高度的增加，撑杆跳高运动员沿撑杆垂直位置的高度就越高。另一方面，增加握杆高度可以缩小迎角，同时会增加插杆位置和身体之间的水平距离，而它正是体重产生的反作用扭矩。但是，当运动员在加速过程中变得越发强有力的时候，角动量会得到增加，从而补偿了由于握杆高度的增加而产生的附加反作用扭矩。
要最大程度地将能量转移到撑杆，运动员充满活力的身体也很重要。如果身体、肩膀和手臂肌肉松弛，则一部分能量会在体内消散。身体紧张度也会严重影响撑杆旋转的变量。起跳时，运动员会用力向后蹬腿来产生向前的作用力。撑杆产生的反作用力可以将运动员向后旋转。如果运动员身体放松，便会在跑道前方接近撑杆的地方落下来，并且身体向后倾斜。这种姿势不仅使运动员面临更小的迎角，还会使弹跳力减小、速度变慢 — 这些因素都会影响预期的撑杆前旋。
起跳时，撑杆跳高运动员向上跳起。会产生一个垂直向上和水平向前的速度和力。如果跳跃角度太小，则作用在撑杆上的力将使其严重弯曲。如果超过撑杆材料的抗拉强度，撑杆就会折断，将运动员直接抛到落地垫上，并且不幸的是，不能顺利过杆。撑杆折断最常见的原因是表面损坏。当撑杆被扔到地上，或是被钉鞋踩到，表面就会产生划痕。这些看上去很小的表面痕迹却足以让撑杆断裂。由于撑杆的制作材料（碳纤维和玻璃纤维）脆弱易碎，因此损伤容限很差。
弯杆与摆体
运动员在完成起跳后，就不再需要使用之前用来帮助增加动能并抵消撑杆初始弯曲的跑道了。在这个阶段，运动员绕握杆点旋转
，并产生向心力
，从而使撑杆进一步弯曲。由于撑杆的弹性能
取决于撑杆的变形程度
，因此会有一个更高的弹性势能转移到下一阶段。而且，随着弯曲的幅度越来越大，会有更大的弹力储存在撑杆中。请注意，储能和弹力的大小受材料强度的限制。
正如我们之前讨论的，撑杆过度弯曲就会断裂。运动员可以选择使用刚度
较高的撑杆来增加力量，但是撑杆越硬，在插杆起跳时对身体施加的应力也会越大。
弯曲撑杆。点表示旋转速度。
在摆体时，撑杆跳高运动员会抬高躯干和双腿，在撑杆到达垂直位置时使它们高过头部。这个动作减小了质心与握杆点之间的半径，因此会促进绕握杆点的旋转，从而将运动员抛向空中更高的位置。而且，撑杆的弹力现在也开始发挥作用，将运动员弹向更高的位置。
运动员能够将身体摆放成特定的形态，由此来控制质心的惯性和位置。由于两个变量都会影响绕握杆点的圆周运动，运动员可以有效地利用撑杆的圆周运动、撑杆中储存的弹性能以及撑杆的弹力（理论上是提升弹跳高度的动作序列）。这需要考虑多个变量，包括多个身体部位的位置、撑杆跳高的动力学等。实际上，撑杆跳高运动员的身体在撑杆跳过程中必须非常及时地对各种动态变化作出反应。
当撑杆处于垂直位置时，肌肉能量和手臂都要用来将身体抬到更高的位置。引体速度会影响产生的能量和运动员所做的功。加快速度后，在握杆高度会有更多的功转化为势能。这会增加运动员的势能
，实现越过的高度超过握杆高度
。这些动作的时机至关重要。如果引体过早，运动员不能到达横杆；而如果过晚，又会撞到横杆。
从放开撑杆的那一刻起，运动员的重心开始沿抛物线轨迹做自由落体运动。初始速度主要是向上的，而重力则是向下作用。撑杆跳高运动员的双腿越过横杆。由于受到向下的拉力，根据牛顿第三运动定律，双腿会产生向下的力
。在这个过程中，臀部受到向上的反作用力
，运动员最终会以倒置的 “U” 形完成撑杆跳动作。在这个形态中，运动员的质心可以低于横杆，但身体却从横杆上方越过。在掉落过程中，再次应用了牛顿第三定律。运动员向前移动臀部，并向后伸展手臂和双腿，使上半身越过横杆。
能量的简要分析
在撑杆跳高的简要分析中，助跑产生的所有动能都转化为越杆时的势能。动能为
是运动员的体重，v 是速度。同时，势能为
是重力加速度，
是标高。完美的能量转换实现了质心的最大可达高度差：
在助跑过程中，优秀的男子运动员的速度可以达到 9.5 m/s，而优秀的女子运动员可以达到 8.4 m/s。分别对应于
。由于质心最初只在地面上方 1 m 左右的位置，因此很明显，动能到势能的完美转换可以将运动员分别带到 5.5 m 和 4.5 m 的高度。实际上，最好的男子运动员可以越过 6 m，而最好的女子运动员则可以越过 5 m 左右的高度。在起跳过程中，运动员的肌肉提供了额外的能量。
撑杆跳高：物理与力量的平衡
撑杆跳高运动包含多个阶段。通过一点一点逐渐地突破来改进技术背后的细节，运动员们可以不断地努力来无限接近物理定律和肌肉力量的极限。但是，对于很多精英运动员来说，要取得这种成功，也至少需要长达 15 年的专业训练。
通常，有两种方法可以研究出成功的跳跃技巧。有些人相信特定的跳跃顺序是最完美的方法，进而相继效仿。但另外一些人，他们并不相信仅一种跳跃顺序就是所有运动员的最佳选择。相反，他们尝试探索适合自己的技巧。持续不断的改进可以帮助运动员发现他们过杆高度的局部最大值，但要达到更高的水平，还必须做出重大的改变。积极面对这种改变可以为运动员的身体反应带来惊人的变化，这不仅需要撑杆跳高运动员拥有强健的体魄和过硬的心理素质，还需要对运动背后的物理原理有一定的了解。
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