Question

1．俯臥撐是一項(xiàng)常見的健身項(xiàng)目．如圖是小明同學(xué)做俯臥撐時(shí)的示意圖，他的身體可視為杠桿，O點(diǎn)為支點(diǎn)，A點(diǎn)為重心，重力為500N．
（1）在圖中畫出重力的力臂L₁和地面對(duì)手支持力的力臂L₂并分別注明；
（2）若實(shí)際測(cè)得：L₁=1.05m，L₂=1.50m，求地面對(duì)雙手支持力的大��；
（3）若每個(gè)手掌與地面的接觸面積約為2.0×10^-3m²，求雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）先過重心作出豎直向下的重力，過手與地面的接觸點(diǎn)作豎直向上的支持力；然后過支點(diǎn)作重力作用線和支持力的作用線的垂線段；
（2）已知重力、動(dòng)力臂和阻力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件進(jìn)行計(jì)算；
（3）已知支持力和手掌與地面的接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）過支點(diǎn)O作重力作用線的垂線段和支持力作用線的垂線段．如圖所示：

（2）根據(jù)杠桿平衡的條件可得：
F₁L₁=F₂L₂
500N×1.05m=F₂×1.5m
解得：F₂=350N，
所以雙手支持力的大小為350N；
（3）由力的作用是相互的，所以雙手受支持力與雙手對(duì)地面壓力相等，即F=F₂=350N，
所以雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{350N}{2×2.0×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=8.75×10⁴Pa
答：（1）見上圖；
（2）地面對(duì)雙手支持力的大小為350N；
（3）雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)為8.75×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 會(huì)正確的畫出力臂，知道杠桿平衡的條件，并且能夠根據(jù)根據(jù)杠桿平衡的條件進(jìn)行計(jì)算，會(huì)熟練應(yīng)用壓強(qiáng)的計(jì)算公式．