Question

7．如图所示，重 500N 小明在做俯卧撑时可视为一个以脚为支点 O 的杠杆，如果他的重心在 A 点，请在图中 画出重力 G 和支撑力 F 及支撑力 F 的力臂 l；小明双手的支撑力F=300N，他在 1min 内做了 30 个俯卧撑，每次肩部上升 40cm，则他的功率为60 W．

Answer 1

分析 （1）重力G的方向是竖直向下的，支撑力F的作用点在手与地面的接触点，支点是点O．力臂是支点到力的作用线的距离．
（2）利用杠杆平衡的条件可以求出双手的支撑力，根据W=Fs求出做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：过重心做竖直向下的重力，大小为G=500N，在手上做竖直向上的支撑力F，过O点作F的垂线，即为支撑力的力臂L，如图所示：

根据杠杆平衡条件可得：F×（0.9m+0.6m）=G×0.9m，
则支持力F=$\frac{G×0.9m}{0.9m+0.6m}$=$\frac{500N×0.9m}{1.5m}$=300N；
做的功为W=nFs=30×300N×0.4m=3600J；
功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3600J}{60s}$=60W．
故答案为：重力G和支撑力F及支撑力F的力臂L见解答图；300；60．

点评 本类型题涉及知识面比较多，关键是熟练掌握功、功率的计算公式以及杠杆平衡知识．