Question

1．俯卧撑是一项常见的健身项目．如图是小明同学做俯卧撑时的示意图，他的身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心，重力为500N．
（1）在图中画出重力的力臂L₁和地面对手支持力的力臂L₂并分别注明；
（2）若实际测得：L₁=1.05m，L₂=1.50m，求地面对双手支持力的大小；
（3）若每个手掌与地面的接触面积约为2.0×10^-3m²，求双手对地面的压强．

Answer 1

分析 （1）先过重心作出竖直向下的重力，过手与地面的接触点作竖直向上的支持力；然后过支点作重力作用线和支持力的作用线的垂线段；
（2）已知重力、动力臂和阻力臂，根据杠杆平衡的条件进行计算；
（3）已知支持力和手掌与地面的接触面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出双手对地面的压强．

解答 解：
（1）过支点O作重力作用线的垂线段和支持力作用线的垂线段．如图所示：

（2）根据杠杆平衡的条件可得：
F₁L₁=F₂L₂
500N×1.05m=F₂×1.5m
解得：F₂=350N，
所以双手支持力的大小为350N；
（3）由力的作用是相互的，所以双手受支持力与双手对地面压力相等，即F=F₂=350N，
所以双手对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{350N}{2×2.0×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=8.75×10⁴Pa
答：（1）见上图；
（2）地面对双手支持力的大小为350N；
（3）双手对地面的压强为8.75×10⁴Pa．

点评 会正确的画出力臂，知道杠杆平衡的条件，并且能够根据根据杠杆平衡的条件进行计算，会熟练应用压强的计算公式．