Question

【题目】平推杠铃架是一种健身器材，结构如图所示，其中直杆AD是质量分布均匀的圆柱体状杠铃杆，放在BC两点的支架上，杠铃杆两侧可装配杠铃片。使用时人仰卧推举杠铃进行锻炼。

（1）某人健身时，杠铃杆和杠铃片的总质量为80kg，推举时两只手的受压面积约为160cm2，手掌受到的压强是多少？

（2）在这一次健身中，向上推举了10次杠铃用时20s，每次杠铃杆上升的高度为40cm，那么他在这次健身时推举做功的功率约为多少？

（3）杠铃片5种型号分别为5kg、10kg、15kg、20kg、25kg。装杠铃片时，先将一个杠铃片套在杠铃杆的一端，再将这个杠铃片推到图示位置，相同方法装另一侧的杠铃片。试通过计算说明，在上述安装过程中，为了不使杠铃杆翻转，杠铃杆的质量至少应为多大？（保留整数）

Answer 1

【答案】（1）50000Pa （2） 160W （3） 20kg

【解析】（1）由题意可知，杠铃杆和杠铃片的总重力为800N，受力面积为160cm2=0.016m2，所以可得手掌受到的压强为p=F/S=800N/0.016m2=50000Pa；（2）W=nG总h=m总gh=10×80kg×10N/kg×40×10-2m=3200J，他在这次健身时推举做功的功率约为P=W/t=3200J/20s=160W；（3）杠铃杆刚刚翻转时：G片l1=G杠杆l2，即：m片gl1=m杠杆gl2，故：杠杆的质量m杠杆=（l1/l2）m片=（36cm/45cm）×25kg=20kg。