2025年高考物理“體育運(yùn)動(dòng)”中的物理分析試題一、球類運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)規(guī)律應(yīng)用（一）籃球運(yùn)動(dòng)的拋體運(yùn)動(dòng)模型籃球運(yùn)動(dòng)中，投籃動(dòng)作可抽象為斜拋運(yùn)動(dòng)模型。當(dāng)球員以與水平方向成θ角的初速度v?出手時(shí)，籃球在豎直方向做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理，其豎直分速度v?=v?sinθ，水平分速度v?=v?cosθ，運(yùn)動(dòng)時(shí)間由豎直方向決定，滿足公式h=v?sinθ·t-?gt2（h為出手點(diǎn)與籃筐的高度差）。若出手點(diǎn)與籃筐等高，則籃球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2v?sinθ/g，水平射程x=v?cosθ·t=v?2sin2θ/g，當(dāng)θ=45°時(shí)射程最大。在2024年浙江選考中曾出現(xiàn)類似試題：質(zhì)量為m的足球從地面被踢出后，最高點(diǎn)高度為h，分析從踢出到最高點(diǎn)的動(dòng)能變化。此時(shí)需注意，足球上升過程中重力勢能增加mgh，但由于空氣阻力存在，動(dòng)能減少量大于mgh，因此機(jī)械能不守恒。此類試題常結(jié)合動(dòng)能定理考查，解題關(guān)鍵在于明確運(yùn)動(dòng)過程中的受力情況及能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。（二）乒乓球的碰撞與動(dòng)量守恒乒乓球運(yùn)動(dòng)中，球拍與球的碰撞可視為彈性碰撞模型。設(shè)乒乓球質(zhì)量為m，以速度v?撞擊質(zhì)量為M的球拍（通常M>>m），碰撞后球的速度v?滿足v?=(M-m)v?/(M+m)+2Mv?/(M+m)≈2v?（因M>>m，球拍速度視為不變）。若球拍同時(shí)橫向移動(dòng)，還需考慮摩擦力的沖量對球水平速度的影響。例如，當(dāng)球拍以速度u水平移動(dòng)時(shí)，碰撞過程中摩擦力f=μN(yùn)的沖量I=μN(yùn)Δt，會(huì)使球獲得水平分速度Δv=I/m，最終球的速度為豎直反彈速度與水平速度的矢量和。二、冰雪運(yùn)動(dòng)中的曲線運(yùn)動(dòng)與能量轉(zhuǎn)化（一）滑雪運(yùn)動(dòng)的斜面動(dòng)力學(xué)分析滑雪者從坡道下滑時(shí)，受重力、支持力和摩擦力作用，沿斜面方向的加速度a=g(sinθ-μcosθ)，其中θ為坡道傾角，μ為動(dòng)摩擦因數(shù)。根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，下滑距離L與末速度v的關(guān)系為v2=2aL。若坡道由多個(gè)傾斜段和水平段組成，需分段應(yīng)用動(dòng)能定理：重力做功W_G=mgΔh，摩擦力做功W_f=-μmgcosθ·L?-μmgL?（L?為斜面長度，L?為水平段長度），總功等于動(dòng)能變化量?mv2。2023年江蘇卷曾以滑雪情境命題：滑雪者從A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng)坡道和水平道后飛出，求飛出速度及著陸位置。解題時(shí)需先計(jì)算坡道下滑過程的末速度，再將其作為平拋運(yùn)動(dòng)的初速度，結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解水平位移。（二）短道速滑的圓周運(yùn)動(dòng)與向心力短道速滑運(yùn)動(dòng)員在彎道滑行時(shí)，身體傾斜是為了通過重力和支持力的合力提供向心力。設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m，傾斜角為α，彎道半徑為r，支持力N=mg/cosα，向心力F?=Nsinα=mgtanα=mv2/r，因此滑行速度v=√(grtanα)。若地面摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力提供向心力時(shí)，臨界速度v_max=√(μgr)，超過此速度會(huì)發(fā)生側(cè)滑。此類試題常結(jié)合牛頓第二定律與向心力公式，需注意受力分析時(shí)向心力的來源。三、田徑運(yùn)動(dòng)中的直線運(yùn)動(dòng)與能量守恒（一）百米賽跑的勻變速直線運(yùn)動(dòng)短跑運(yùn)動(dòng)員的起跑過程可視為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a由地面靜摩擦力提供，根據(jù)牛頓第二定律f=ma（f≤μ?mg，μ?為靜摩擦因數(shù)）。若運(yùn)動(dòng)員在前t?時(shí)間內(nèi)以加速度a加速，達(dá)到最大速度v后勻速運(yùn)動(dòng)，總位移x=?at?2+v(t-t?)，其中v=at?。2022年河北卷曾考查百米跑的v-t圖像，要求根據(jù)圖像計(jì)算加速度和平均速度，解題時(shí)需從圖像中提取關(guān)鍵信息：斜率表示加速度，面積表示位移。（二）跳高運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化背越式跳高時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的助跑動(dòng)能轉(zhuǎn)化為起跳時(shí)的機(jī)械能。設(shè)助跑速度為v，起跳時(shí)身體重心升高h(yuǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律（忽略空氣阻力），?mv2=mgh，因此重心升高h(yuǎn)=v2/(2g)。實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，由于人體肌肉做功，總機(jī)械能會(huì)增加，需結(jié)合動(dòng)能定理W_總=ΔE?+ΔE?，其中W_總包括重力做功和肌肉力量做功。四、體操與蹦床運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)量定理與能量變化（一）蹦床運(yùn)動(dòng)的力-時(shí)間圖像分析蹦床運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸過程中，作用力隨時(shí)間變化的圖像（F-t圖像）與動(dòng)量定理直接相關(guān)。根據(jù)動(dòng)量定理，合外力的沖量等于動(dòng)量變化量，即∫(F-mg)dt=mv?-mv?（F為蹦床對運(yùn)動(dòng)員的作用力，v?為接觸時(shí)速度，v?為離開時(shí)速度）。2024年全國甲卷試題中，已知F-t圖像的面積（沖量）和運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量，可求解最大速度或最大高度。例如，當(dāng)F-t圖像與時(shí)間軸圍成的面積等于mg·t時(shí)，合沖量為零，運(yùn)動(dòng)員速度回到初始值。（二）單杠運(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)模型單杠運(yùn)動(dòng)員做大回環(huán)動(dòng)作時(shí)，在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的受力分析是關(guān)鍵。設(shè)運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m，繩長為L，在最低點(diǎn)速度為v?，拉力T?=mg+mv?2/L；在最高點(diǎn)速度為v?，拉力T?=mv?2/L-mg。若恰好通過最高點(diǎn)，T?=0，此時(shí)v?=√(gL)，根據(jù)機(jī)械能守恒，?mv?2=?mv?2+2mgL，可得最低點(diǎn)最小速度v?=√(5gL)。此類試題常結(jié)合牛頓第二定律與機(jī)械能守恒，需注意臨界條件的分析。五、試題類型及解題策略（一）選擇題：概念辨析與定性分析此類試題多考查基本規(guī)律的理解，如“下列關(guān)于斜拋運(yùn)動(dòng)的說法正確的是”“滑雪者在坡道上的加速度變化情況”等。解題時(shí)需注意：明確模型：將實(shí)際運(yùn)動(dòng)抽象為理想模型（如平拋、勻速圓周運(yùn)動(dòng)）；排除干擾：忽略次要因素（如空氣阻力、摩擦損耗），抓住主要矛盾；臨界分析：對極值問題（如最大射程、最小速度），結(jié)合數(shù)學(xué)函數(shù)（如三角函數(shù)、二次函數(shù)）求解。（二）計(jì)算題：定量計(jì)算與過程分析計(jì)算題常要求結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓定律、能量守恒等綜合求解，步驟如下：確定研究對象：選擇單個(gè)物體（如足球）或系統(tǒng)（如運(yùn)動(dòng)員與蹦床）；劃分運(yùn)動(dòng)過程：將復(fù)雜運(yùn)動(dòng)分解為多個(gè)階段（如加速、勻速、減速）；列方程求解：根據(jù)受力分析列牛頓第二定律方程，或根據(jù)能量轉(zhuǎn)化列守恒方程，注意單位統(tǒng)一（如kg、m、s）。例如，2024年安徽模擬題：籃球從P點(diǎn)斜拋出，P、Q連線與水平方向夾角30°，距離L，球在Q點(diǎn)速度與PQ垂直，求運(yùn)動(dòng)時(shí)間。此時(shí)可建立坐標(biāo)系，設(shè)初速度v?與水平方向夾角θ，根據(jù)水平位移Lcos30°=v?cosθ·t，豎直位移Lsin30°=v?sinθ·t-?gt2，結(jié)合末速度方向與PQ垂直（斜率關(guān)系），聯(lián)立解得t=√(2L/g)。六、綜合案例：跳臺(tái)滑雪的多過程問題跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員從傾角θ的坡道下滑，經(jīng)水平臺(tái)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，最終落在傾角α的緩沖坡上。全程可分為三個(gè)階段：坡道下滑：受重力、支持力、摩擦力，加速度a=g(sinθ-μcosθ)，下滑距離x?，末速度v=√(2ax?)；水平臺(tái)運(yùn)動(dòng)：若平臺(tái)長度x?，摩擦力f=μmg，加速度a'=-μg，末速度v'=√(v2+2a'x?)；平拋運(yùn)動(dòng)：水平位移x=v't，豎直位移y=?gt2，且y/x=tanα（因落在緩沖坡上），聯(lián)立解得飛行時(shí)間t=2v'tanα/g，水平射程x=v'2tanα/g。此類問題需綜合應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓定律及平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，解題時(shí)可畫出運(yùn)動(dòng)過程示意圖，標(biāo)注已知量與未知量，逐步突破。七、易錯(cuò)點(diǎn)與解題技巧矢量方向：平拋運(yùn)動(dòng)中速度、加速度的方向需用正方向規(guī)定（如豎直向上為正）；能量守恒條件：只有重力或彈力做功時(shí)機(jī)械能守恒，存在摩擦或空氣阻力時(shí)需用動(dòng)能定理；單位換算：如將km/h換算為m/s（除以3.6），g取9.8m/s2或10m/s2需根據(jù)題目要