Question

12．小唐同學用吸盤和不銹鋼管在家里堅固平滑的墻面上安裝了如圖所示的訓練裝置練習引體向上．已知他的質量為50kg，每個吸盤與墻面的接觸面積為1.0×10^-3m²，共有兩個吸盤，他每次引體向上上升的高度為0.5m，取g=10N/kg，求：
（1）已知吸盤器對墻面的壓強為1.0×10⁵Pa，則兩個吸盤對墻面的壓力是多少？
（2）他引體向上一次克服重力做的功是多少？
（3）若小唐同學在1min做了15個標準引體向上，他做功的平均功率是多大？

Answer 1

分析 （1）已知壓強大小和受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求解壓力大小；
（2）已知重力和高度，利用W=Gh求解做功多少；
（3）求出總功，利用P=$\frac{F}{S}$計算他做功的平均功率．

解答 解：（1）根據p=$\frac{F}{S}$可得，兩個吸盤對墻面的壓力：
F=pS=1.0×10⁵Pa×2×1.0×10^-3m²=200N；
（3）小唐的重力：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
他引體向上一次克服重力做的功：
W=Gh=500N×0.5m=250J；
（3）小唐同學在1min做了15個標準引體向上，
則他做的總功：
W_總=250J×15=3750J，
他做功的平均功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3750J}{60s}$=62.5W．
答：（1）兩個吸盤對墻面的壓力是200N；
（2）他引體向上一次克服重力做的功是250J；
（3）若小唐同學在1min做了15個標準引體向上，他做功的平均功率是62.5W．

點評 此題為力學綜合題，考查了壓強公式的應用，功和功率的計算，題目難度適中，屬于中檔題，熟練利用公式是解題關鍵．