Question

【題目】平推杠鈴架是一種健身器材，結(jié)構(gòu)如圖所示，其中直桿AD是質(zhì)量分布均勻的圓柱體狀杠鈴桿，放在BC兩點的支架上，杠鈴桿兩側(cè)可裝配杠鈴片。使用時人仰臥推舉杠鈴進(jìn)行鍛煉。

（1）某人健身時，杠鈴桿和杠鈴片的總質(zhì)量為80kg，推舉時兩只手的受壓面積約為160cm2，手掌受到的壓強是多少？

（2）在這一次健身中，向上推舉了10次杠鈴用時20s，每次杠鈴桿上升的高度為40cm，那么他在這次健身時推舉做功的功率約為多少？

（3）杠鈴片5種型號分別為5kg、10kg、15kg、20kg、25kg。裝杠鈴片時，先將一個杠鈴片套在杠鈴桿的一端，再將這個杠鈴片推到圖示位置，相同方法裝另一側(cè)的杠鈴片。試通過計算說明，在上述安裝過程中，為了不使杠鈴桿翻轉(zhuǎn)，杠鈴桿的質(zhì)量至少應(yīng)為多大？（保留整數(shù)）

Answer 1

【答案】（1）50000Pa （2） 160W （3） 20kg

【解析】（1）由題意可知，杠鈴桿和杠鈴片的總重力為800N，受力面積為160cm2=0.016m2，所以可得手掌受到的壓強為p=F/S=800N/0.016m2=50000Pa；（2）W=nG總h=m總gh=10×80kg×10N/kg×40×10-2m=3200J，他在這次健身時推舉做功的功率約為P=W/t=3200J/20s=160W；（3）杠鈴桿剛剛翻轉(zhuǎn)時：G片l1=G杠桿l2，即：m片gl1=m杠桿gl2，故：杠桿的質(zhì)量m杠桿=（l1/l2）m片=（36cm/45cm）×25kg=20kg。