Question

8．身高1.7米，質(zhì)量為50千克的小明同學做俯臥撐運動，此時將他視為一個杠桿如圖所示，他的重心在A點，g=10N/kg，則：
（1）他的重力為多少牛？
（2）若他將身體撐起，地面對手的作用力至少要多大？
（3）將身體撐起，每次肩膀上升的距離均為0.3米，做一次功是多少焦？
（4）若他在1分鐘內(nèi)做了15個俯臥撐，他的功率是多少瓦？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式G=mg計算出重力；
（2）根據(jù)圖示求出動力臂和阻力臂，利用杠桿平衡的條件可以求出地面對手的力，根據(jù)力的作用是相互的，可得出地面對手的作用力．
（3）根據(jù)W=Fs即可求出F做的功；
（4）求出1分鐘內(nèi)做的總功，然后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$即可求出做功的功率．

解答 解：（1）小明同學所受的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N；
（2）由圖可知，動力臂L₁=0.9m+0.6m=1.5m，
阻力臂L₂=0.9m，阻力等于重力F₂=G=500N，
由杠桿平衡條件可得：
F₁L₁=F₂L₂
即：F₁×1.5m=500N×0.9m
則F₁=300N，
因為力的作用是相互的，所以，雙手對地面的壓力：
F=F₁=300N；
（3）每次所做的功：
W=Fs=300N×0.3m=90J；
（4）1min做的總功：
W_總=nW=15×90J=1350J，
功率：P=$\frac{W}{t}$$\frac{1350J}{60s}$=22.5W．
答：（1）他的重力為500N；
（2）若他將身體撐起，地面對手的作用力至少要300N；
（3）將身體撐起，每次肩膀上升的距離均為0.3米，做一次功是90J；
（4）若他在1分鐘內(nèi)做了15個俯臥撐，他的功率是22.5W．

點評 本類型題涉及知識面比較多，關(guān)鍵是熟練掌握功、功率的計算公式以及杠桿平衡知識，分析圖片信息，由圖找出動力臂與阻力臂是正確解題的關(guān)鍵．