Question

“引體向上”是同學們經常做的一項健身運動．該運動的規范動作是：兩手正握單杠，由懸垂開始；上提時，下顎須超過杠面；下放時，兩臂放直，回到懸垂狀態．小強每做一個規范動作上提時用時2s，下放時用時0.5s．已知小強的質量是60kg，每次引體上升的高度如圖所示，g=10N/kg．則：
（1）若人的平均密度等于水的密度，小強的體積是多大？
（2）若小強站立時雙腳與地面間的接觸面積為0.04m²，則他站立時對地面的壓強是多大？
（3）小強上提時克服重力做功的平均功率是多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道小強的質量、人的平均密度等于水的密度利用V=小強的體積；
（2）小強對水平地面的壓力和自身的重力相等，知道站立時雙腳與地面間的接觸面積（受力面積），根據壓強公式求他站立時對地面的壓強；
（2）求上提時克服重力上升的高度，根據W=Gh求出所做的功，利用P=求出小強上提時克服重力做功的平均功率．
解答：解：（1）小強的密度ρ=1×10³kg/m³，
∵ρ=，
∴V===0.06m³；
（2）小強對水平地面的壓力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
受力面積：
S=0.04m²，
對地面的壓強：
p===1.5×10⁴Pa；
（3）做一次引體向上上升的高度：
h=1m-0.6m=0.4m，
做一次引體向上所做的功：
W=Gh=600N×0.4m=240J，
一次上提克服重力做功的功率：
P===120W．
答：（1）若人的平均密度等于水的密度，小強的體積是0.06m³；
（2）小強站立時對地面的壓強是1.5×10⁴Pa；
（3）小強上提時克服重力做功的平均功率是120W．
點評：本題考查了學生對密度公式、壓強公式和功率公式的了解與掌握，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，求做引體向上上提時克服重力上升的高度，計算過程要注意單位的換算．