Question

俯卧撑运动对发展力量素质，提高人体生理机能，发展平衡和支撑能力起着重要作用．可以改善中枢神经系统，有利于骨的坚实，关节的灵活，韧带的牢固，肌肉的粗壮及弹性，同时能加速血液循环，增大肺活量．如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆：
（1）此杠杆的支点为

 

（选填“O”、“A”或“B”）点．
（2）若该同学质量为50千克，那么他将身体撑起，每只手受到支持力至少为多少牛？若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为多少瓦特？
（3）做俯卧撑运动时，该同学消耗的化学能

 

（选填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量．

Answer 1

分析：（1）支点是指杠杆转动时，固定不动的那个点．
（2）将做俯卧撑的人看成杠杆的情况下，则人的重力为阻力，手的支持力为动力，动力臂为0.9+0.6m，阻力臂为0.9m，根据杠杆的平衡原理GL₁=FL₂可求出手的支持力；
     求功率要先根据公式W=FS求出做功的多少，再根据P=

W

t

求出功率．
（3）根据能量守恒定律，在能量转换过程中，能的总量是保持不变的．而在做俯卧撑运动中，消耗的化学能是转化为克服自身重所需的能量和运动时产生的内能．

解答：解：
（1）根据做俯卧撑时的运动情况可知，固定不动的点是O点，即此杠杆的支点为O．
（2）根据GL₁=FL₂可得：F=

GL1

L2

=

500N×0.9m

(0.9+0.6)m

=300N
     因有两只手在支撑，故每只手受到的支持力F₀=300N÷2=150N
     每做一个俯卧撑做的功为W=FS=300N×0.4m=120J
     则1分钟内做30个俯卧撑的功率为P=

W

t

=

120J×30

60s

=60W
（3）因做俯卧撑时，是化学能转化为克服自身重所需的能量和内能，故消耗的化学能要大于克服自身重所需的能量．
答：（1）O；（2）每只手的支持力150N，功率60W；（3）大于．

点评：本题利用了俯卧撑这一常见的运动，考查了杠杆、功率、能量转化三个知识点，综合性较强，可以说是一个非常好的题目，有利于锻炼学生思维的灵活度．