Question

平推杠鈴架是一種健身器材，結構如圖所示，其中直桿ABCD是質量分布均勻的圓柱體狀杠鈴桿。訓練時人平躺在長凳上，雙手將杠鈴桿反復向上推起，起到鍛煉身體的作用。

  (1)請在圖中畫出杠鈴桿的重力的示意圖。

  (2)杠鈴桿兩側可以裝配杠鈴片，杠鈴片按質量可分為5kg、15kg、20kg、25kg共5種型號。往空的杠鈴桿上安裝杠鈴片時，先將一個杠鈴片套在杠鈴桿的一端，再將這個杠鈴片水平向里推到圖示位置，然后在杠鈴桿的另一側安裝一個相同的杠鈴片。試通過計算說明，在上述安裝過程中，為了不使杠鈴桿翻轉，杠鈴桿的質量至少應為多大? 

  (3)某人在一次健身時，20s內向上推舉了l0次杠鈴桿，已知杠鈴桿和杠鈴片的總質量為80kg，如果每次推舉時手斜向上移動了50cm，杠鈴桿上升的高度為40cm，那么他在這次健身時推舉做功的功率約為多少?

 

Answer 1

【答案】

（1）杠桿的重力的示意圖如下：

（2）20kg  （3）160W

【解析】過杠鈴的重心表示出重力的方向；根據杠桿平衡的條件列出關系式，轉化為質量的關系式即可求出杠鈴桿的自重；利用W=Gh求出20s內對杠鈴做的功，然后利用P=W/t 即可求出功率的大小．（1）杠桿的重力的示意圖如下：

（2）杠鈴桿剛剛翻轉時：

即：

故：

（3）