Question

7．肖紅同學(xué)參加初中畢業(yè)升學(xué)體育考試時(shí)，身體形態(tài)的考試項(xiàng)目中身高為160cm、體重51kg，身體素質(zhì)考試項(xiàng)目中選擇了800米跑、立定跳遠(yuǎn)、和1分鐘仰臥起坐三項(xiàng)．求：（g=10N/kg）
（1）肖紅跑800m的成績(jī)時(shí)3min20s，若她受到平均阻力約為120N，她跑步時(shí)的功率約為多大？
（2）肖紅的每只鞋底的面積約為150cm²，她立定跳遠(yuǎn)時(shí)，起跳前對(duì)地面的壓強(qiáng)約為多大？
（3）在仰臥起坐測(cè)試中，她的上半身相當(dāng)于一個(gè)杠桿，若在她每次起身過程中所用力的力臂不變，則她所用力的大小如何變化？為什么？

Answer 1

分析 （1）已知她跑步時(shí)間和路程，可求得起跑步的速度，再利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可求得她跑步時(shí)的功率；
（2）根據(jù)肖紅體重51kg可求得其重力，此時(shí)肖紅對(duì)地面的壓力等于其重力，立定跳遠(yuǎn)時(shí)是雙腳著地，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可求得起跳前對(duì)地面的壓強(qiáng)
（3）動(dòng)力臂大于阻力臂是省力杠桿，動(dòng)力臂小于阻力臂是費(fèi)力杠桿．根據(jù)杠桿平衡條件分析她所用力的大小如何變化．

解答 解：（1）t=3min20s=200s，跑步速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{800s}{200s}$=4m/s，
她跑步時(shí)所用力F=f=120N，
她跑步時(shí)的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=120N×4m/s=480W；
（2）肖紅對(duì)地面的壓力F=G=mg=51kg×10N/kg=510N，
立定跳遠(yuǎn)時(shí)是雙腳著地，則S=150cm²×2=300cm²=3×10^-2m²，
她起跳前對(duì)地面的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{510N}{3×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.7×10⁴Pa；
（3）肖紅上半身的重力是杠桿的阻力，起身時(shí)，阻力大小不變，但阻力臂逐漸減��；根據(jù)杠桿平衡條件可知，當(dāng)她所用力（動(dòng)力）的力臂不變時(shí)，她所用力的大小也會(huì)逐漸減�。�
答：（1）她跑步時(shí)的功率約為480W；
（2）她立定跳遠(yuǎn)時(shí)，起跳前對(duì)地面的壓強(qiáng)約為1.7×10⁴Pa；
（3）肖紅上半身的重力是杠桿的阻力，起身時(shí)，阻力大小不變，但阻力臂逐漸減�。桓鶕�(jù)杠桿平衡條件可知，當(dāng)她所用力（動(dòng)力）的力臂不變時(shí)，她所用力的大小也會(huì)逐漸減�。�

點(diǎn)評(píng) 此題考查功率的計(jì)算、杠桿的動(dòng)態(tài)平衡分析、壓強(qiáng)的大小計(jì)算等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，肖紅跑步時(shí)是一只腳著地，她立定跳遠(yuǎn)時(shí)是兩只腳著地，學(xué)生做題時(shí)要注意這個(gè)問題．