题目内容
1.(1)在一次举重过程中,小明同学双手将杠铃举过头顶,在他举着杠铃站立时左右两手间距离为1m,左手距离左侧杠铃0.4m,右手距离右侧杠铃0.6m,若此时小明左手竖直向上举的力为350N,则小明同学所举杠铃总质量为多少千克?
(2)若小明同学体重50Kg某次举起的杠铃总重只有30kg,在由蹲下到起立的举重过程中,杠铃高度升高了1.8米,而自身重心升高了1米,则在该次举重过程中的机械效率是多少?(g=10N/kg)
分析 根据杆杆平衡条件可知,在动力和动力臂一定的情况下,阻力臂越短,阻力越大,分析判断他的右手应该向哪端移动.
(1)根据杆杆平衡条件计算杠铃的重力,然后利用重力公式求解其质量;
(2)将杠铃举高做的功为有用功,克服自身重力所做的功与将杠铃举高做的功之和为总功,利用效率公式计算在该次举重过程中的机械效率.
解答
解:如图所示,杠杆的支点为O,动力为F,动力臂为OD,阻力为G,阻力臂为OC,
根据杆杆平衡条件可知,在动力和动力臂一定的情况下,阻力臂越短,阻力越大,因此,则他的右手应该向左端移动.
(1)如图,C为杠铃重心,OD=1m,AD=0.4m,OB=0.6m,
则AB=2m,AC=CB=1m,
则OC=CB-OB=1m-0.6m=0.4m,
设杠铃的重力为G,根据杆杆平衡条件可得,F×OD=G×OC,即:350N×1m=G×0.4m,
解得G=875N,
杠铃的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{875N}{10N/kg}$=87.5kg;
(2)将杠铃举高做的功为有用功:
W有用=G杠铃h=m杠铃gh=30kg×10N/kg×1.8m=540J,
小明同学克服自身重力所做的功:
W=G小明h=m小明gh=50kg×10N/kg×1m=500J,
在该次举重过程中的总功:
W总=W有用+W=540J+500J=1040J,
在该次举重过程中的机械效率:
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{540J}{1040J}$×100%≈51.9%.
故答案为:左端;
(1)小明同学所举杠铃总质量为87.5kg;
(2)在该次举重过程中的机械效率是51.9%.
点评 此题考查杠杆平衡条件的应用,效率的计算,关键有二:一是弄明白杠杆的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂;二是知道弄明白在该次举重过程中的有用功和总功.
| A. | B. | C. | D. |
| A. | 增加钩码的个数 | |
| B. | 将钩码悬挂点的位置向左移 | |
| C. | 保持拉力方向不变,将弹簧测力计向右移 | |
| D. | 保持弹簧测力计悬挂点的位置不变,向右斜方向拉 |
| A. | 人体正常体温约为39℃ | B. | 教室门的高度约为2m | ||
| C. | 初中生跑100m约需8s | D. | 教室内一盏日光灯的功率约为400W |