由于撑杆跳是借助撑杆弯曲时积聚的弹力，在撑杆展伸时释放，将运动 员弹过障碍杆，因此撑杆质地与跳跃的高度关系十分密切。 撑杆跳高者在19世纪使用木杆，后改用竹杆；到二次大战时来自日本的 世纪使用木杆 后改用竹杆 到二次大战时来自日本的 竹杆供应中断故改用金属杆；到1948年，出现了重量更轻、弹性更强的玻璃 纤维杆。人们今天使用的则是更加坚固并富有弹性的面料纤维撑杆。

6.14米的世界纪录是否为最终的奔跑的动能通过弹 性势能改变为重力 能的消耗冲击

双手掌在杆端推近高度
一般优秀运动员在带撑杆向起跳高度为1米，则起跳爆发速 gh 4.4m / s 。 度为: v 2 g 当运动员在45米助跑道的终端时以最佳速度9m/s撑起撑杆， 起始速度为： v 4.4 2 9 2 10m / s 如所有的动能保持守恒(杆的变形不消耗能量、撑杆插穴时的 摩擦不计等 )，并假设撑杆的重量很轻与杆的重心上升位置忽略， 则可建立如下的动能定理 则可建立如下的动能定理：
撑杆撑起运动员时杆容易断裂的位置？
撑杆弯曲变形曲线
撑杆跳中杆子意外折断， 假货到处都有。 货
一般在实际撑杆的断裂是在A点处曲线段内，这段由于力矩MA引起的弯矩产 生正、负应力与剪力产生剪应力，当这个组合应力超过了材料允许应力杆截面被 破坏。 破坏 在B点处曲线段内，这段力矩MB虽然大于MA，但由于有轴力产生负应力，这 个组合正应力比A处小，负应力此A处大，而撑杆的材料允许应力[+] ]< [-]，所以 B处杆截面不容易被破坏。 可以通过精密的实验和计算，根据撑杆从上到下受力的差异和弯曲的弧度来 设计不同部位最合理的强度与截面 设计不同部位最合理的强度与截面。 因 M=P*e，所以： 因： 所以 MB>MA

叠加正应力
k
FN k

M k
F M y z k A Iz
+
MA + Q + + = MB + F
-
P
A B
end
撑杆运动员的极限高度分析
回答问题!
题1、在实际撑杆运动中杆的断裂部位是在杆的那个段内？ (a).杆的上段？(b).杆的中段？(c).杆的下段？ 题2、目前撑杆运动中男、女运动员的最高纪录是多少？
1994年7月31日，意大利塞斯特里尔田径场，乌克兰运动员布勃卡“揭竿 而起”，把自己的身体撑向蓝天，一举越过了6.14米横杆。这与假设的极限高 度仅差30cm。
以俄罗斯女子撑杆跳高运动员伊辛巴耶娃为例，来计算各部分 能量的变化 选用4665型撑杆，运动员身高 能量的变化。选用 型撑杆 运动员身高1.74m 1 74m，质心高度 质心高度 1.14 m，质量65 kg，起跳速度8.13 m/s。
现代撑杆跳使用的碳纤维撑杆分为三层：外层 是高强力的碳纤维，保证撑杆既柔韧又结实；中间 则是碳纤维质地的带状织物；里层是绷带状的玻璃 纤维，以防撑杆断裂或扭结。

1994年，由于碳纤维杆的使用， 乌克兰选手布勃卡创造了6.14米 的新世界纪录。
1980年莫斯科奥运会撑杆跳集锦
今天竞技场上的撑杆经过不断更新换代，玻璃纤维和尼龙已经被更加轻 便、坚韧而富有弹性的碳素纤维和多种复合材料所取代。通过精密的实验和 计算，根据撑杆从上到下受力的差异和弯曲的弧度来设计不同部位最合理的 强度，在现代的撑杆制作工艺日臻完善和成熟的情况下，撑杆的弹性势能被 充分的发辉出来，人们开始评价撑杆跳的最高极限值是多少？
v 4.4 2 8.13 2 9.06m/s
P 2 v ph h， 2g 9.06 2 则： h 4.18m。 2 9.8
H h h1 h2 4.18 1.14 0.30 5.62m。
2004年雅典奥运会上伊辛巴耶娃的跳高成绩4.91 4 91 m。 则在完全能量保存情况下，以及整个撑杆动作极其完 美情况下，还有6.1m的高度余量。
2008年8月22日，澳大利亚选手史蒂夫-胡克在北京奥运会男 子撑杆跳高决赛中以5米96的成绩夺得金牌并打破奥运会纪录。
2008年8月26日讯：在北京举行的29界奥林匹克运动会女子撑 杆跳高决赛中 俄罗斯选手伊辛巴耶娃夺金 伊辛巴耶娃第23次打 杆跳高决赛中，俄罗斯选手伊辛巴耶娃夺金，伊辛巴耶娃第 破了世界纪录，她让撑杆跳的横杆停留在了5.04米的高度。
？
现代的撑杆跳高运动是由原始的撑杆跳跃演变而来的。在古代，人们为了 适应生活和生产的需要，在交通设备极不完善的条件下，就曾用木棍撑过河 沟和不高的障碍，后来在军队中用撑杆跳过战壕、矮墙等办法作为训练士兵 战斗技能的手段。 1789年德国的布施跳过1.83米，这是目前世界上有据可查的最早成绩。 撑杆跳作为田径运动项目首先在英国开展，1843年4月17日英国职业选手罗珀 在彭里斯越过2.44 2 44米， 米 19世纪末开始流行于欧洲国家。男、女撑杆跳高分别于 世纪末开始流行于欧洲国家 男 女撑杆跳高分别于 1896年和2000年被列为奥运会比赛项目。 竞赛规则 撑杆跳要求参赛选手越过横杆而不将其撞落，横杆由两个立杆支撑。撑 杆跳是奥运会的正式比赛项目，参赛选手可以自选任何长度、任何质地的撑杆。 目前选手们借助现代技术，可以使用玻璃纤维或碳化纤维制成的撑杆。最佳跑 道至少为45米。 为了计算助跑和起跳时间，撑杆跳运动员可以在跑道旁放置 至两个 为了计算助跑和起跳时间，撑杆跳运动员可以在跑道旁放置一至两个 标记。撑杆跳运动员必须将撑杆插到地面上1米长的插斗里。选手要在两分钟 内完成撑杆跳高动作。
P 2 v p ph， 2g 10 则： h 5.1m。 2 9 .8
2
v起跳
v v助跑
h是运动员重心可提升的极限高度，真正极限撑杆跨越的高度 还应加上运动员自身重心高度：h1与运动员在最后跨杆时手掌在杆 端推近的高度(腾空后肌肉收缩做功产生高度)：h2。
H h h1 h2 5.1 1 0.30 6.4m。
撑杆运动员的极限高度分析
力学与科学技术
编著：韦 林，2008.9.1
撑杆跳高是运动员通过持杆助跑和插穴起跳 获得动能，并借助于撑杆将动能转换为撑杆 的弹性势能和人体的重力势能，从而将运动 员送向高 腾越过杆的 项技术复杂，难度 员送向高空腾越过杆的一项技术复杂，难度 较高的田径运动。撑杆跳高成绩从一百多年 前的3 05m提高到十几年前的6 14m 最近十 前的3.05m提高到十几年前的6.14m。最近十 多年该纪录始终无人打破，这是否意味着撑 杆跳高的极限仅限于此呢