俯卧撑运动中的物理

俯卧撑运动中的物理

1、（2009•太原）某同学在做俯卧撑运动时（如图所示），可将他视为一个杠杆，支点为O，他的重心在A点，支撑力为F，请画出重力和支撑力F的力臂．

（1题）（2题）

2、（2010•宜昌）如图所示，一名同学在做俯卧撑，如果把人的躯干看作一个杠杆，这是一个（填“省力”或“费力”）杠杆，该杠杆的支点

是（填图中字母）．

3、某同学在做俯卧撑运动中，可他视为一个杠杆模型．如果他的重心在A点，重力为600N，每只手与地的接触面积为0.6dm2，求：

（1）他将身体撑起对地面的压强为多少帕？

（2）若1min内做俯卧撑30个，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他做俯卧撑的平均功率是多大？

4、如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆，他的重心在A点，重力为500　N，那么他将身体撑起，

求：（1）俯卧撑中的动力臂、阻力臂．

（2）双手对地面的压力至少为多少N？

（3）将身体撑起一次所做的功．

（4）若他在1　min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4　m，则他在1min内做的功是多少？做功的功率为多少W？

5、俯卧撑运动对发展力量素质，提高人体生理机能，发展平衡和支撑能力起着重要作用．可以改善中枢神经系统，有利于骨的坚实，关节的灵活，韧带的牢固，肌肉的粗壮及弹性，同时能加速血液循环，增大肺活量．如图所示，某同学在做俯卧撑运动，可将他视为一个杠杆：

（1）此杠杆的支点为（选填“O”、“A”或“B”）点．

（2）若该同学质量为50千克，那么他将身体撑起，每只手受到支持力至少为多少牛？若他在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则他的功率至少为多少瓦特？

（3）做俯卧撑运动时，该同学消耗的化学能（选填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量．

6、俯卧撑是同学们经常做的健身活动，试设计一个测量俯卧撑做功功率的方案．

（1）需要的测量器材有秒表、刻度尺、磅秤

（2）测量的原理是什么？

（3）请画出记录数据的表格．

7、（2009•茂名）俯卧撑是一项常见的体育健身活动．如图所示是小明同学做俯卧撑时的示意图．小明重600N，1min钟内做俯卧撑30个，每做一次肩膀升高50cm．小明身体可视为杠杆，O为支点，A′为重心，OA=1m，B到O点的距离OB=1.5m．求：

（1）地面对手的支持力；

（2）若每个手掌的面积为0.016m2，求双手对地面的压强；

8、（2009•台州）小柯积极参加体育锻炼．（1）图甲所示为小柯初学俯卧撑时的姿势，图乙所示为他经练习后的俯卧撑姿势．图乙中小柯双手所受的支持力（填“＞”、“=”或“＜”）图甲的情况．

（2）图乙中，他的身体可作为一个杠杆，O点是支点．他的质量为50千克，所受重力可视为集中在A点．将身体撑起时，地面对双手的支持力至少多大？若撑起时肩部上升0.4米，他至少克服重力做多少功？（取g=10牛/千克）

1、 [分析]：重力G的方向是竖直向下的，支撑力F的作用点在手与地面的接触点，

支点是点O．力臂是支点到力的作用线的距离．

[点评]：本题考查了重力的示意图和力臂的画法．力臂关键是要画出支点到力的作用线的垂线段．

2、[分析]：结合人做俯卧撑的实际情况，分析动力臂与阻力臂的关系，判断是哪

类杠杆．

[点评]：知道“当阻力臂小于动力臂时是省力杠杆”是解答此题的关键．

解：做俯卧撑时，胳膊用的力是动力，人的重力是阻力；以B为支点，从B到人的重力作用线的距离BD为阻力臂，从B到胳膊对身体支持力作用线的距离BC是动力臂，由图可知阻力臂小于动力臂，所以是省力杠杆；（参考第一题答案）故答案为：省力；B．

3、[考点]：压强的大小及其计算；杠杆的平衡条件；功率的计算．

[分析]：已知重力和重力的力臂，还知支持力的力臂可求支持力，已知接触面积可求压强，已知支持力和距离可求做的功，已知时间可求功率．

[解答]：

[点评]：本题考查压强大小的计算和功率的计算以及杠杆的平衡条件．

4、[考点]：功的计算；杠杆的平衡条件；功率的计算．

[分析]：支点为O点，线段OA为动力臂，OB为阻力臂；利用杠杆平衡的条件可以求出双手对地面的压力；根据W=FS求出做的功，利用求出功率．

[解答]：

已知：OB=0.9m，AB=0.6m，G=500N，h=0.4m，n=30，t=1min

求：OA=？OB=？F，W，P

解：（1）动力臂OA=OB+AB=1.5m、阻力臂OB=0.9m．

（2）F1L1=F2L2

F1×1.5m=500N×0.9m

F1=300N

（3）W=FS=300N×0.4m=120J

（4） =60W

答：动力臂是1.5m，阻力臂是0.9m，双手对地面的压力是300N，身体撑起一次做的功是120J，1min内的功率是60W．

[点评]：本类型题涉及知识面比较多，关键是熟练掌握功、功率以及杠杆知识．

5、[考点]：功率的计算；杠杆及其五要素；能量转化的现象

[分析]：（1）支点是指杠杆转动时，固定不动的那个点．

（2）将做俯卧撑的人看成杠杆的情况下，则人的重力为阻力，手的支持力为动力，动力臂为0.9+0.6m，阻力臂为0.9m，根据杠杆的平衡原理GL1=FL2可求出手的支持力；

求功率要先根据公式W=FS求出做功的多少，再根据P= 求出功率．

（3）根据能量守恒定律，在能量转换过程中，能的总量是保持不变的．而在做俯卧撑运动中，消耗的化学能是转化为克服自身重所需的能量和运动时产生的内能．

[解答]：

解：（1）根据做俯卧撑时的运动情况可知，固定不动的点是O点，即此杠杆的支点为O．

（2）根据GL1=FL2可得：F= =300N

因有两只手在支撑，故每只手受到的支持力F0=300N÷2=150N

每做一个俯卧撑做的功为W=FS=300N×0.4m=120J

则1分钟内做30个俯卧撑的功率为P= =60W

（3）因做俯卧撑时，是化学能转化为克服自身重所需的能量和内能，故消耗的化学能要大于克服自身重所需的能量．

答：（1）O；（2）每只手的支持力150N，功率60W；（3）大于．

[点评]：本题利用了俯卧撑这一常见的运动，考察了杠杆、功率、能量转化三个知识点，综合性较强，可以说是一个非常好的题目，有利于锻炼学生思维的灵活度．

6、[考点]：功率的测量实验

[分析]：俯卧撑是克服自身的重力做功，我们可以用磅秤测出自身的质量，根据G=mg求出重力，用刻度尺测出手臂长，即人上升的高度．根据W=Gh求出做俯卧撑时做的功．

用秒表测出做俯卧撑的时间，根据求出做俯卧撑的功率．

[解答]：

解：（1）俯卧撑是克服自身的重力做功，功率需要用磅秤测同学们的质量，用刻度尺测出手臂长，用秒表测出做一个俯卧撑所用的时间．

（2）测量的原理就是功率的计算公式

（3）记录数据的表格要有；同学们的质量、手臂的长度、做俯卧撑的时间、功率．

答案：（1）秒表刻度尺磅秤；（2）；（3）见表：

[点评]：此题考察生活中功率的测量，我们要了解测量功率的原理．

7、[考点]：杠杆的平衡条件；力作用的相互性；压强的大小及其计算．

[分析]：（1）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；

（2）根据力的作用是相互的，求地面受到的压力，又知道受力面积的大小，求双手对地面的压强．

[解答]：

[点评]：本题考查了学生对杠杆的平衡条件、压强定义式的掌握和运用，把人体看做杠杆视为杠杆，找出动力臂和阻力臂是本题的关键．

8、[考点]：功的计算；重力的计算；杠杆的平衡条件．

[分析]：（1）图甲双手的支持力是支持上半身的力，图乙双手是把整个身体撑起来．

（2）阻力臂是支点O到重心的距离，动力臂是支点O到手的距离，阻力为人体重，根据杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得双手支持力的大小．求出支持力，根据公式W=FS可求克服重力做的功．

[解答]：

[点评]：本题考查从所给信息中得出有用的数据，再利用各种公式求出问题的答案，本题的关键是找到有用数据，根据杠杆平衡条件解决问题．

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/b2dba201581b6bd97f19ea3f.html