题目内容

17.在2015年中考体育测试中,小明参加了引体向上、跳绳和长跑三项测试,已知小明身高1.56m,体重60kg,请回答下列问题:(g取10N/kg)
(1)引体向上是对上肢肌肉的测试,如图所示小明手托重物时的情景,肌肉对前臂的拉力方向沿图中ab线,请做出拉力的力臂,并判断前臂相当于那种类型的杠杆?
(2)已知小明每只脚与地面的接触面积为200cm2,小明站立时,对地面的压强是多大?
(3)小明参加跳绳测试时,每次身体重心上移的高度为5cm.小明一分钟跳绳的次数为120次,一分钟内小明克服重力做的功是多少?他跳绳的功率是多大?

分析 (1)已知支点位置,从支点向拉力的作用线引垂线段,就是拉力的力臂;根据杠杆的平衡条件判断杠杆的类型.
(2)小明对水平地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,利用压强公式求出对水平地面的压强;
(3)知道小明的质量,利用重力公式求小明同学受到的重力,再利用功的公式求跳起一次克服重力做的功,进而求出小明一分钟克服自身重力做的功;利用功率公式求小明跳绳的功率

解答 解:(1)支点O向ab引垂线段,即为拉力的力臂,如图所示;由图知,相对于O点,重物的力臂远远大于拉力的力臂,由公式F1l1=F2l2知,前臂是一个费力杠杆.

(2)小明站立时对水平地面的压力:
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N,
站立时与地面的接触面积:
S=2S1=2×200×10-4m2=4×10-2m2,
站立时压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.5×104Pa;
(3)小明同学受到的重力:
G=mg=60kg×10N/kg=600N,
h=5cm=0.05m,
跳起一次克服重力做的功:
W=Gh=600N×0.05m=30J;
小明一分钟克服自身重力做的功:
W′=W×120=30J×120=3600J;
跳绳的功率:P=$\frac{W′}{t}$=$\frac{3600J}{60s}$=60W.
答:(1)如图所示,前臂相当于费力杠杆;
(2)小明站立时,对地面的压强是1.5×104Pa;
(3)一分钟内小明克服重力做的功是3600J,他跳绳的功率是60W.

点评 本题以体育测试为背景,考查了作力臂、判断杠杆类型、求压强、功与功率问题,涉及的知识点较多,掌握力臂的作法、应用压强公式、功的计算公式与功率公式即可正确解题.

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