Question

2．如图所示，体重60kg的小明做引体向上，在1min时间内完成了10个，每次匀速上拉，身体重心上升0.4m，则他每完成一次引体向上做功240 J，1min内的平均功率是40W．匀速拉升的过程中，他的机械能增大（填“增大”“减小”或“不变”）（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）引体向上是克服人体重力做功，根据公式W=Gh求出一次做的功；
（2）再根据公式P=$\frac{W}{t}$求出功率．
（3）动能大小的影响因素：质量和速度，质量越大，速度越大，动能越大．
重力势能大小的影响因素：质量和高度，质量越大，高度越高，重力势能越大．
机械能等于动能和势能之和．

解答 解：
（1）小明所受的重力：G=mg=60kg×10N/kg=600N，
每次上升高度h=0.4m，
将身体向上拉起一次所做的功：
W=Gh=600N×0.4m=240J；
（2）时间t=1min=60s，在1min时间内完成了10个引体向上，
则他在1min内做的总功：
W_总=nW=10×240J=2400J，
平均功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2400J}{60s}$=40W．
（3）匀速拉升的过程中，他的质量不变，速度不变，动能不变；同时高度增大，重力势能增大；因为机械能等于动能与重力势能之和，因此他的机械能增大．
故答案为：240；40；增大．

点评 此题主要考查的是学生对功和功率计算公式的理解和掌握，同时考查机械能的大小变化，弄清楚引体向上是克服人的体重做功是解决此题的关键．