Question

12．體育活動(dòng)中也包含很多物理知識(shí)．下表是體重為600N的楊威同學(xué)的一次體育測(cè)試成績(jī)：

項(xiàng)目	100m跑	俯臥撐	舉重
成績(jī)	16s	25個(gè)/min	30kg

請(qǐng)你根據(jù)表格中提供的信息進(jìn)行下列有關(guān)計(jì)算：（g取10N/kg）
（1）楊威同學(xué)站立時(shí)，腳與地面的總接觸面積為400cm²，則他對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？
（2）圖中，楊威同學(xué)在做俯臥撐，A點(diǎn)為此時(shí)的重心，O為支點(diǎn)，請(qǐng)你根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出支持力F的大�。�
（3）楊威同學(xué)用4s把杠鈴舉起了2m，則他舉起杠鈴的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）楊威同學(xué)對(duì)地面的壓力等于其自身重力；知道楊威同學(xué)對(duì)地面的壓力和受力面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)壓強(qiáng)大�。�
（2）已知阻力G，動(dòng)力力臂與阻力力臂，由杠桿平衡條件可求出支持力的大小；
（3）先利用公式W=Fs求出楊威舉起杠鈴時(shí)做的功，然后再根據(jù)功率公式P=$\frac{W}{t}$求功率．

解答 解：（1）楊威同學(xué)對(duì)地面的壓力：
F=G=600N，
則他對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.5×10⁴Pa；
（2）由圖知：阻力G=500N，阻力臂L_G=0.9m，動(dòng)力臂L_F=0.9m+0.6m=1.5m，
根據(jù)杠桿平衡條件，得：GL_G=FL_F，則支持力：
F=$\frac{G{L}_{G}}{{L}_{F}}$=$\frac{500N×0.9m}{1.5m}$=300N．
（3）杠鈴質(zhì)量m=30kg，時(shí)間t=4s，路程s=2m，則楊威舉杠鈴做的功：
W=Fs=Gs=mgs=30kg×10N/kg×2m=600J．
他的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{600J}{4s}$=150W．
答：（1）他對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.5×10⁴Pa；
（2）支持力F是300N．
（3）舉起杠鈴的功率是150W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)的大小計(jì)算、杠桿平衡條件、功與功率，是一道學(xué)科綜合題．求支持力F時(shí)，先由圖求出動(dòng)力力臂與阻力力臂，然后由杠桿平衡條件求力F．