题目内容
【题目】小明做俯卧撑时(如图所示),可将其视为一个杠杆,重心在O点,他将身体撑起时,地面对两脚尖的支持力为250N,两脚尖与地面的接触面积为60cm2 , 双手与地面的接触面积为300cm2 .
(1)画出以B为支点时重力的力臂L;
(2)如果小明的两脚尖对地面的压强与双手对地面的压强之比为5:2,地面对双手的支持力为多少?
(3)小明在1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的高度为0.36m,则他1min内克服重力所做的功为多少?
【答案】
(1)解:以B为支点时重力的力臂为B点到重力作用线的垂直距离,如图:
(2)解:∵物体间力的作用是相互的,支持力和压力是一对相互作用力,
∴F脚=F脚支=250N,F手=F手支,
则两脚尖与地面的压强p脚= ,双手对地面的压强p手= ,
∵p脚:p手=5:2,
∴ : =5:2,
则F手= = =500N.
答:地面对双手的支持力为500N;
(3)解:做一个俯卧撑时,支持力对人做功:W=F手h=500N×0.36m=180J,
所以做30个俯卧撑做功W′=30×180J=5400J.
答:他1min内克服重力所做的功为5400J.
【解析】(1)以B为支点时重力的力臂为B点到重力作用线的垂直距离.(2)知道双手对地面压力和受力面积,根据压强公式和压强之比求出双手对地面的压强,最后根据F=pS求出压力,进而可知支持力.(3)知道地面对双手的支持力和肩移动的距离,求出做功多少.
【考点精析】本题主要考查了杠杆的平衡分析法及其应用和功的计算的相关知识点,需要掌握作关于杠杆题时的注意事项:(1)必须先找出并确定支点.(2)对力进行分析,从而确定动力和阻力(3)找出动力和阻力的作用线,确定动力臂和阻力臂;功的计算公式:W = F S;F 表示力,单位:牛( N ) . S 表示距离,单位:米(m)W表示功, 功的单位就是牛· 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m才能正确解答此题.
【题目】小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上,联想到物理课上学到的知识,提出了以下两个问题: ①斜面越缓越省力,是不是机械效率高呢?
②对于同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;对于同一个斜面,是不是所推的物体越重,机械效率越高呢?
为了解决以上问题,小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究,记录的部分实验数据如下表:
实验次数 | 斜面倾角 | 物重G/N | 斜面高度 | 沿斜面拉力F/N | 斜面长 | 有用功 | 总功 | 机械效率 |
① | 45° | 1 | 0.7 | 0.9 | 1 | 0.9 | 77.8 | |
② | 30° | 1 | 0.5 | 0.7 | 1 | 0.5 | 0.7 | 71.4 |
③ | 30° | 2 | 0.5 | 1.4 | 1 | 1 | 1.4 |
(1)表格中缺少2个数据,请补充完整(保留一位小数).
(2)在实验操作过程中,应沿斜面向上拉动木块;实验时要使木板的倾斜角变大,应该把木板下面的木块向移动(选填“左”或“右”).
(3)通过对比实验①②的数据,得出的结论是斜面越缓越省力,机械效率越 .
(4)通过对比实验的数据(选填实验次数),得出的结论是对于同一斜面,机械效率与所拉物体的重力 .
【题目】你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这个问题吗?小明对此进行了研究,他通过查阅资料得知,人体的重心大约位于肚脐上方6cm,脊椎前3cm处,人只要走路,其重心就必然会发生上下位置的变化,重心升高就需要克服重力做功,小明假设人在正常走路时,重心在人体中的位置变化近似不变,他行走了100m,有关数据如表,(表中的步距指跨出每一步两脚之间的距离)
质量 | 步距 s/m | 每走一步自己的重心下降或升高的距离h/m | 时间 |
50 | 0.5 | 0.05 | 100 |
(1)小明行走100m,需要克服重力做多少功?
(2)通过分析,人在水平路面上通过走路进行锻炼时,会影响人的锻炼效果的因素有:做功的功率,要提高做功的功率,则必须增加和减少 , 因而在走路时应尽量增大 .