Question

俯臥撐是一項常見的健身項目．如圖是小明同學做俯臥撐時的示意圖，他的身體可視為杠桿，O點為支點．A點為重心，重力為500N．
（1）在圖中畫出重力的力臂L₁和地面對手支持力的力臂L₂并分別注明．
（2）若L₁=2.1cm，L₂=3.0cm，求地面對，雙手支持力的大小．
（3）若每個手掌的面積約為1.5×10^-2m²，求雙手對地面的壓強．

Answer 1

【答案】分析：（1）先過重心作出豎直向下的重力，過手與地面的接觸點作豎直向上的支持力；然后過支點作重力作用線和支持力的作用線的垂線段；
（2）已知重力、動力臂和阻力臂，根據杠桿平衡的條件進行計算；
（3）已知支持力和手掌與地面的接觸面積，根據P=求出雙手對地面的壓強．
解答：解：（1）過支點作重力作用線的垂線段和支持力作用線的垂線段．如圖所示：

（2）根據杠桿平衡的條件可得：
F₁L₁=F₂L₂
500N×2.1cm=F₂×3.0cm
F₂=350N
所以雙手支持力的大小為350N．
（3）根據壓強的計算公式可得：

答：雙手支持力的大小為350N，雙手對地面的壓強為1.17×10⁴Pa．
點評：會正確的畫出力臂，知道杠桿平衡的條件，并且能夠根據根據杠桿平衡的條件進行計算，會熟練應用壓強的計算公式．