Question

一个质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环”训练，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，如图所示．要完成此动作，运动员的臂力至少为（忽略空气阻力，g取10m/s²）

1. A.
   约600N
2. B.
   约2400N
3. C.
   约3000N
4. D.
   约3600N

Answer 1

C
分析：把人看成一个质点绕杠做圆周运动，在最高点时速度为0，根据动能定理或机械能守恒求出人在最低点时的速度v，由于在最低点合外力提供向心力，则人手臂的拉力和重力的合力提供向心力，算得此时人手臂的拉力为最小值．
解答：把人看成质量为m=60kg的质点，距杠距离为L绕杠做圆周运动，令人在最高点时的速度为v₀，当人运动最低点时的速度根据动能定理可得：
得人的速度可知，人在最低点时手臂的拉力和重力的合力提供向心力
则
即F==5mg+
因为求F的最小值，故当v₀=0时F_min=5mg=3000N．
故选C．
点评：把人模型看成一个圆周运动的模型，令人在圆周运动中手臂中力最大时人运动到最低点，即此时手臂对人的拉力和人的重力提供人圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律列式求解．