Question

9．如图所示是某同学做俯卧撑时的示意图，他的质量为56kg．身体可视为杠杆，O点为支点，A点为重心．（g=10N/kg）
（1）该同学所受重力是多少？
（2）在图中画出该同学所受重力的示意图，并画出重力的力臂L₁；
（3）若OB=1.0m，BC=0.4m，求地面对双手支持力的大小．
（4）若他在lmin内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率为多少．

Answer 1

分析 （1）已知该同学的质量，直接利用G=mg即可求出其重力；
（2）先过重心作出竖直向下的重力，然后过支点作重力作用线的垂线段；
（3）知道动力臂、阻力臂和阻力大小，利用杠杆的平衡条件求地面对手的支持力．
（4）利用W=Fs求出完成一个俯卧撑做的功，已知一分钟内完成30个俯卧撑，求出30个俯卧撑做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：（1）该同学所受重力：
G=mg=56kg×10N/kg=560N；
（2）过A点沿竖直向下的方向画一条带箭头的线段，并用符号G表示；再过支点作重力作用线的垂线段．如图所示：

（3）由杠杆平衡条件得，F•OC=G•OB，
地面对双手的支持力：
F=$\frac{G×OB}{OC}$=$\frac{560N×1.0m}{1.0m+0.4m}$=400N．
（4）30个俯卧撑做的功：
W=Fs=400N×0.4m×30=4800J，
功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4800J}{60s}$=80W．
答：（1）该同学所受重力是560N．
（2）见解答图；
（3）地面对双手支持力的大小为400N．
（4）他的功率为80W．

点评 本题考查了学生对力臂的画法以及杠杆的平衡条件的掌握和运用，把人体看做杠杆视为杠杆，找出动力臂和阻力臂是本题的关键．