带你用数学的眼光看奥运,这些知识你了解吗?
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20220206
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2022春晚全是高考考点!各科名师连夜整理,一个知识点都不能错过
用数学的眼光看比赛,这些知识你了解吗?
奥运会全称“奥林匹克运动会”,每四年一届,是世界上规模和影响力最大的综合性体育盛会,各国运动员为备战奥运,都要挥汗如雨地训练很久。
不过,要想在奥运会这样的顶级赛事中取得好成绩,可不能盲目训练,要借助许多专业知识制订计划,科学训练。其中,数学知识就起了很重要的作用,能为教练员、运动员们提供很大帮助。今天,我们就来说说体育运动中的数学知识吧!
说到数学,就不得不说说这个“雪花曲线”,雪花千姿百态,但它们大都有一个共同点——呈六边形。所以古人说“草木之花多五出,独雪花六出”,世界科学史著作中有记载,中国最早知道雪花的六角结构!
1.创立者
雪花曲线的创立者是瑞典数学家科赫,他出生于一个显赫的贵族家庭,曾写过多篇关于数论的文章。但是,他最广为人知的成果却是以他名字命名的科赫曲线。
2.构造方法
科赫从一条线段入手,利用递归法构造了一条具有几何直观且处处不可微的连续曲线。
3.雪花曲线与初中数学拓展课、竞赛
计算科赫雪花曲线的边数、周长和面积。
(1) 边数
每生长一次,边数增加4倍。
(2) 周长
每生长一次,得到的新图形的周长是原来图形周长的3/4倍
(3) 面积
中括号里是一个公比小于1的等比级数
提示:通过第1个图+第2图推导规律,边长和周长的规律小学生+初中生都可以推出来哈!家长可以让孩子自己画画探索下!显然,随着科赫雪花不断“生长”,其周长趋于无穷大,而面积却趋于定值。
1
单循环赛与淘汰赛
根据上图所示,只要4+2+1=7场比赛,就能决出冠军。不过,还有更简单的方法,已知冠军只有一个,那就意味着8支球队要淘汰7支,而单淘汰赛每场比赛都会淘汰1支球队,所以,很容易就能得出要赛7场。
瞧,有了数学,运动员们才能合理竞争,奥组委才能做好预算,安排好赛场啊。2
起跑线
发令枪一声响,健儿们像离弦的箭一样冲了出去……这是奥运会田径赛场上的经典场景。同学们如果看过奥运会的直播,一定会发现,奥运会中短跑比赛的起跑线并不是一条直线,外圈的起跑线总比内圈要提前几米。这是为什么呢?
要回答这个问题,我们不妨先回到自己的学校,去测量一下操场。一般来说,400米跑道的标准操场,内圈为400米,直线跑道长85.96米,弯道最内圈直径是72.6米,跑道的宽度为1.25米。
如上图所示,跑400米时,我们可以想象,把操场两边的半圆拼合成一个圆,这个圆里相邻的外圈周长比内圈周长多多少米,外圈的起跑点就要提前多少米。
已知跑道宽是1.25米,所以相邻两圈的直径相差1.25×2=2.5(米),外圈的周长比内圈多1.25×2π=7.85(米)。因此,跑400米时,外圈的起跑点都要比相邻的内圈前移7.85米。那如果是跑200米呢?因为赛道只涉及一个半圆,所以起跑点只要前移7.85÷2=3.925(米)。这回你知道了吧,奥运会跑道上的选手们就得不在同一条起跑线上,才公平呢!3
篮球选秀
篮球选秀比什么?很重要的指标是投篮的命中率,即投中次数占投篮总次数的比例。命中率越高,越能为本队得分。从表格中我们可以计算出三名球员的命中率:
迈克尔:16÷25=0.64=64%比利:13÷20=0.65=65%乔丹:18÷30=0.6=60%所以,比利胜出!4
投掷角度很重要
5
台球轨迹有奥妙
如图所示,在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时所受重力示意图正确的是( )
答案:
D。
【分析】在物体上沿重力的方向画一条带箭头的线段,表示物体在这个方向上受重力的作用,这种表示力的形式叫重力的示意图。对形状规则的物体,重力的作用点在物体的几何中心上。重力的方向始终是竖直向下的。
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虎年春晚聚焦奏响新征程上的迎春曲,坚持温暖热烈的主基调,以新颖别致的文艺精品深情反映建党百年、乡村振兴、生态文明、冬奥盛会、中国航天等重大主题,艺术呈现上兼具中华文化底蕴和时代审美追求,注重科技与艺术的深度融合,在喜气洋洋、欢乐吉祥中为海内外华人奉上一台“欢笑、优美、惊艳、泪目”的春节文化大餐。
关键词①:北京冬奥
第一题:(一)国际奥委会在确定冬奥会举办国家和地点时,除了考虑经济水平、国际地位外,从地理角度还要考虑什么因素?
从历年冬奥会举办地分布示意图可知:举办地主要在北半球中高纬度地区,尤其中纬度地区多;欧洲、北美居多,亚洲(日本、韩国、2022年中国)较少;南半球、低纬度、极地地区根本没有。从上图可知:1、冬奥会的选址对地理环境要求较高,不宜在热带城市举办;2、高纬度地区尤其是极地气候区也没有(极低温度满足冰雪存在的条件,但对运动员来说,影响发挥水平,也容易导致冻伤)。显然气象指标是冬奥选址的重要依据。
(二)"冬奥会"举办地选址大有讲究,为什么申请冬奥会的选址选在北京和张家口而不是降雪丰富的东北呢?
气温对冬奥会举办城市选址的影响:冬奥会举办地并非越北越好、越冷越好,因此历届冬奥会几乎所有主办城市都位于北纬30度到北纬60度之间,举办时间一般在2月份。气温-17℃—10℃是冬奥会举办最为理想的温度。从气象角度,主要考虑如下:
1、与夏季奥运会相比,冬奥项目,尤其是室外举办的雪上运动项目,本身受气象条件影响更大,风速、风力、气温、雪温等甚至直接考验着运动员的技术发挥。
2、另外国际奥委会在主办城市的选择上也有严苛的要求。其中核心气象指标有两条,一是2月份平均气温是否低于0℃,二是2月份降雪量是否大于30厘米。如果主办城市两项指标中有其中一项可能性低于75%,则没有申请冬奥会主办地的权利。如果有一项或有两项指标的可能性在75%-89%之间,则该城市属于高风险城市,在申办的竞争中将处于相对的劣势。在以往的23届冬奥会中,绝大多数城市在申办时这两项指标在分析后的可能性全部大于90%。
3、当然,举办冬奥会的城市也不是越冷越好。作为中国纬度最高、冬季运动项目开展最为发达活跃的城市之一,哈尔滨早在1996年就承办了第三届亚洲冬季运动会。然而,2002年哈尔滨申办2010年冬奥会却无缘进入第二轮投票。据冰雪界专业人士介绍,其中一个主要原因就是因为过低的温度。温度太低不利于运动员发挥水平,也容易导致冻伤。
由此可见,气象条件对于冬奥会举办具有重要影响。不仅是备受重视的开幕式,冬季赛事对各种气象要素的要求更是堪称严苛。
第二题:2022年冬奥会,北京赛区冰上场馆15块冰面呈现出绿色环保属性,其中有7块使用了二氧化碳跨临界直冷制冰技术,相比较常规制冷剂该技术可以提升能效,且在制冷过程中产生的大量余热可回收利用。据此完成1—2题。
1.二氧化碳跨临界直冷制冰技术的大规模使用会( )
A.迅速加剧气候变暖 B.大幅增加制冰成本
C.有效减少对臭氧层的破坏 D.直接增加冰面维护成本
2.北京冬奥会在制冰理念上直接体现了( )
A.可持续发展的观念 B.公平的观念
C.利益至上的观念 D.权利的观念
答案:1.C 二氧化碳跨临界直冷制冰技术的大规模使用,减少了氟利昂等传统制冷剂的使用,有利于减少对臭氧层的破坏,C对。该冰面呈现绿色环保属性,表明其环保性能高,不会迅速加剧气候变暖,A错。该技术能效提高,且余热可回收利用,故制冰成本和维护成本不一定会增加,B、D错。
2.A 结合材料可知,北京冬奥会在制冰理念上突出绿色环保的理念,加强了对环境的保护,体现了可持续发展的观念,A正确。
第三题:
调研2:张家口市位于河北省西北部,东南毗连北京市,西、西南与山西省接壤,北、西北与内蒙古自治区交界。2022年北京- -张家口冬奥会将在北京和张家口举行。张家口主要承办2022年冬奥会冬季两项越野滑雪、跳台滑雪、北欧两项、自由式滑雪和单板滑雪六类雪上项目。据此完成(1)-(3)题。
(1)与北京相比,张家口承办雪上项目的优势有( )
①多低山丘陵,坡度适宜;②雪期长 ,雪量大;③纬度低 ,温度适宜;④交通 方便,基础设施完善
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
(2)国家风光储输示范工程位于张家口市张北县,其为北京市提供的绿色能源主要有( )
A.水电、风电 B.风电、太阳能 C.太阳能、核能 D.核能、水电
(3)张家口成功承办冬奥会雪,上项目后,最受益的行业可能是( )
A.金融业 B.房地产业 C.交通运输业 D.旅游业
解析(1)根据两地的地理 位置及区域特征分析:张家口位于山西、内蒙古、河北交界处,大致位于我国地势第二、三级阶梯分界线,多低山丘陵,坡度适宜;位于北京西北方向,距冬季风源地近,加之起伏地形会拦截水汽,所以冬季降雪较多,雪期较长;但与北京相比,交通、基础设施不具有优势条件。选A。
(2)B.张北县优势能源分析:张北县位于半湿润区与半干旱区过渡地带,降水量较小,流经的河流较少,不适合发展水电。张北县位于温带季风气候和温带大陆气候过渡区,晴天多,太阳能资源丰富,且距离冬季风源地较近,风力资源丰富,可为北京市提供的绿色能源主要有风电、太阳能,B正确。核电一般布局在经济发达、技术先进、缺乏常规能源的地方,张北县经济发展水平不高,能源需求有限,且周边山西、内蒙古常规能源丰富,不需要布局核电站。
(3)冬奥会结束后,张家口市可以利用雪上项目的比赛场地和配套餐饮、交通等设,大力发展旅游业;其他行业也会受益,但相较于旅游业受益程度较低。选D。
第四题:
读图和材料,回答下列问题。
材料一:第22届冬奥会在俄罗斯黑海之滨的索契成功举行。索契独特的地理优势,使之成为世界纬度最高的亚热带气候区,是俄罗斯唯一具有亚热带风情的旅游度假胜地,被称为俄罗斯的夏日之都。
材料二:索契和温哥华(第21届冬奥会主办城市)所在地区局部图
(1)读图归纳索契和温哥华地理位置的共同点,并简要说明两地区建滑雪场共同的有利自然条件(12分)
(2)比较温哥华与索契气候特征的主要差异,并说明原因。(8分)
(3)长期以来,里海所在地区成为世界大国争夺热点,简述其周围地区的优势能源资源及该地区面临的主要环境问题有哪些?(8分)
考点:该题考查气候特征、环境问题及地理位置。
解析:(1)读图,根据经纬度判断,两地位均位于北半球,中纬度,都位于国土西南端的山麓地带,西面临海。从地形分析,两地区均是背靠山地,坡度适宜。从气候分析,两地冬季受中纬西风影响,且有地形抬升作用,降雪量大,山地气温低,积雪多,利于滑雪场的建设。
(2)温哥华终年受中纬西风影响,沿岸有暖流经过,受暖流影响,气候的海洋性强,比索契的气温年较差更小,降水季节分配均匀,冬夏季降水均较多,年降水量比索契更多。索契夏季受副热带高压影响,夏季气温较高,降水较少。冬季受西风带影响,降水较多。
(3)里海周围地区由于工业、农业生产活动增加,用水多,入湖水量减少,水面下降。水分蒸发,盐分积累,湖水的盐度升高。由于周围地区的石油开采,水面偶发石油污染问题。周围农业生产不合理用水,造成土地盐碱化,土地沙化严重等生态环境问题。
答案:(1)位置的共同点:都位于北半球(1分);中纬度(1分);国土西南端(山麓地带)、西面临海。(1分)共同的有利条件:两地区都是背靠山地,坡度适宜(1分);冬季山地气温低(1分);受中纬西风影响,而且有地形抬升,降雪量大,山地积雪多,利于滑雪场的建设(1分)。
(2)差异:温哥华比索契的气温年较差更小,(1分)降水季节分配均匀(冬夏季降水均较多)年降水量更多(1分)。因为温哥华终年受中纬西风影响,气候的海洋性更强,(1分)而索契的夏季受副热带高压影响,夏季气温较高,降水较少。(1分)
(3)优势能源:石油资源丰富(2分)环境问题:由于入湖水量减少,水面下降,湖水的盐度升高(2分);由于石油开采,水面偶发石油污染(2分);周围农业生产不合理用水造成土地盐碱化,土地沙化严重等(2分)
关键词②:航天科技
第一题:
北京时间2021年6月17日15 时54分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱完成对接,三名航天员在天和核心舱完成为期3个月的在轨驻留,并开展了机械臂操作、太空出舱等活动。一名在新西兰首都惠灵顿(约41°S,175°E)的网友幸运地用肉眼看到我国神舟十二号载人飞船与天和核心舱的对接过程。图4为惠灵顿位置示意图。据此完成1一2题。
1.完成对接时惠灵顿的地方时为( )
A.16日20时54分 B.17日20时54分
C.17日19时34分 D.16日19时34分
1.C.[必备知识]地球运动的地理意义。
[解题思路]北京时 间采用的是东八区的区时,即120°E的地方时,根据材料可知,惠灵顿经度为175°E,与120°E 相差55°,根据所学知识,经度每隔15° ,地方时相差1小时,由此可计算出惠灵顿地方时与北京时间相差3小时40分钟,根据“东加西减”法则可知,载人飞船与天和核心舱完成对接时惠灵顿的地方时为6月17日19时34分,C正确。
第二题:
2.航天员在天和核心舱工作生活的这段时间内( )。
A.天安门广场升国旗时间逐渐推后 B.黑龙江昼长短于湖南
C.我国到印度的船只在北印度洋顺水 D.新西兰昼短夜长,夜先变长后变短
2.D. [必备知识] 地球运动的地理意义。[解题思路]由材料可 知,航天员在天和核心舱工作和生活的时间是6月17日一9月16日。在此期间,北京昼长先变长,到夏至日(6月22日前后)达到最长,之后开始变短,所以天安门广场升旗时间是先提前再推后,A错误;夏季北半球越往北昼越长,黑龙江的昼长长于湖南,B错误;北印度洋洋流方向呈冬逆夏顺,所以在此期间,我国到印度的船只在北印度洋逆水,C错误;该段时间内南半球昼短夜长,且夜长先变长,并在夏至日(6月22日前后)达到最长后再变短,D正确。
关键词③:生态环境
春晚链接:
去年一路"北迁南归"的云南大象家族来到春晚舞台上给大家拜年啦!快来跟随大象和动物伙伴们,呼唤春天的到来!
阅读图文资料,完成下列要求。
亚洲象最适宜的生存环境是热带雨林中的开阔地。目前,云南南部的西双版纳傣族自治州(首府景洪)是我国亚洲象分布的主要区域。20世纪60年代起,由于国际市场橡胶原料价格上涨,西双版纳开始大面积开垦雨林,种植橡胶。连片的雨林被破坏后,亚洲象常常出现在村庄或农田附近的森林中,影响居民的生产和生活,人象冲突逐渐升级。图3示意1975年和2014年我国云南亚洲象分布范围,下表为亚洲象分布地区经济作物种植面积的变化(单位:平方千米)。
(1)描述1975年以来我国亚洲象栖息地的变化。(6分)
(2)分析导致西双版纳地区亚洲象栖息地变化的人为原因。(8分)
(3)说出西双版纳地区人象冲突逐渐升级的主要表现。(4分)
(4)说明缓解西双版纳地区人象冲突的主要途径。(6分)
答案:(1)栖息地面积大幅退缩;(2分)由三片集中分布区减少为西双版纳一片;(2分)连片分布的西双版纳分布区碎片化严重。(2分)
(2)大片的原始森林被砍伐,(2分)改种橡胶、茶树等经济作物,(2分)破坏并占用大片栖息地;高速公路、省道、国道等交通线路的建设,(2分)导致栖息地碎片化;水电站的建设,淹没部分栖息地。(2分)
(3)野象采食、践踏农作物、伤人;(2分)人类报复捕杀、非法偷猎,威胁野象的生存;(2分)机动车对野象造成威胁。
(4)合理规划道路,选线尽量避开栖息地;(2分)建设亚洲象的生态廊道,尽量减少对周边植被的破坏;(2分)建设亚洲象国家公园(自然保护区);合理种植经济作物;注重大型工程项目对自然环境影响的评估。(任答一点,得2分)
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