旭日中学相应教育部开展“阳光体育运动”的号召,组织学生每天锻炼一小时,如图所示是该校小卿同学做俯卧撑撑至最高位置时的示意图.图中O点是脚尖与地面接触点,A点是他的重心

发布时间:2020-08-09 02:46:27

旭日中学相应教育部开展“阳光体育运动”的号召,组织学生每天锻炼一小时,如图所示是该校小卿同学做俯卧撑撑至最高位置时的示意图.图中O点是脚尖与地面接触点,A点是他的重心,C点是重力作用线与水平面的交点,B点是手对地面的压力作用点.该同学质量m=45kg,IOC=1m,IBC=0.5m,若将小卿看作一个绕O点转动的杠杆(取g=10N/kg).求:
(1)小卿同学的重力是多大;
(2)若小卿同学每只手与地面的接触面积为150cm3,他静止在图示位置时,双手对地面的压强是多大;
(3)若小卿同学1min内做了30个俯卧撑,每次肩部上升的距离均为h1=42cm,他克服重力做功的平均功率是多少.

网友回答

解:(1)G=mg=45kg×10N/kg=450N??
(2)由杠杆平衡条件:G×LOC=F×LOB,得支持力,
F===300N,
因为物体间力的作用是相互的,所以压力F′=F=300N,
则双手对地面的压强p===1×104Pa,
(3)由=得
h2=×h1=×0.42m=0.28m,
一次克服重力做的功W=Gh2=450N×0.28m=126J,
他克服重力做功的平均功率P===63W.
答:(1)小卿同学的重力是450N;
(2)双手对地面的压强是1×104Pa;
(3)他克服重力做功的平均功率是63W.
解析分析:(1)已知该同学的质量,直接利用G=mg即可求出其重力;
(2)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.根据物体间力的作用是相互的,可得其对地面的压力,再利用p=可求得双手对地面的压强.
(3)根据W=FS求出做的功,利用P=求出功率.

点评:本题考查了杠杆的平衡条件、功率的计算,是紧密联系实际的习题,熟练掌握杠杆平衡条件、功、功率的公式是解题的基础,读懂题由图获取足够的信息是解题的关键.
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