Question

5．“引體向上”是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動(dòng)．該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由懸垂開始（如圖1）．上提時(shí)，下顎須超過杠面（如圖2）；下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂．劉強(qiáng)同學(xué)能在25s內(nèi)連續(xù)做16個(gè)規(guī)范的引體向上動(dòng)作．已知?jiǎng)��?qiáng)同學(xué)的質(zhì)量為50kg，每次引體上升的高度如圖2所示．
（1）在他勻速提升自己身體的過程中，他的動(dòng)能將不變（選“變大”、“變小”或“不變”，下同），機(jī)械能將變大．
（2）若劉強(qiáng)同學(xué)雙手的面積為100cm²．當(dāng)他雙臂豎直向上用手握住單杠，身體保持靜止時(shí)，雙手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為多少帕？
（3）劉強(qiáng)做引體向上的動(dòng)作時(shí)，平均功率是多大？
（4）結(jié)合體育鍛煉的實(shí)際分析討論：連續(xù)做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，人做功的功率會(huì)發(fā)生怎樣的變化，其理由是什么？（寫一條即可）

Answer 1

分析 （1）影響動(dòng)能的因素是質(zhì)量和速度；影響重力勢(shì)能的因素是質(zhì)量和高度；
（2）劉強(qiáng)對(duì)單杠的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強(qiáng)；
（3）已知質(zhì)量的大小和上升的高度，以及做功的時(shí)間，根據(jù)公式W=Gh=mgh和P=$\frac{W}{t}$可求功率的大��；
（4）連續(xù)做引體向上，人會(huì)疲勞，做引體向上越來越慢，做一次引體向上的時(shí)間變長(zhǎng)，功率變小．

解答 解：（1）在他勻速提升自己身體的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，所以動(dòng)能不變；質(zhì)量不變，高度變大，重力勢(shì)能變大；所以機(jī)械能變大；
（2）劉強(qiáng)對(duì)單杠的壓力F=G=mg=50kg×10N/kg=500N，
劉強(qiáng)對(duì)單杠的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（3）25s內(nèi)做的功：W_總=nW=nGh=16×500N×（1m-0.6m）=3200J，
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3200J}{25s}$=128W；
（4）連續(xù)做引體向上，人會(huì)疲勞，做引體向上越來越慢，做一次引體向上的時(shí)間變長(zhǎng)，而做一次引體向上所做的功不變，由功率公式可知：人做功的功率會(huì)變小．
故答案為：（1）不變；變大；（2）雙手對(duì)單杠的壓強(qiáng)為5×10⁴Pa；（3）平均功率是128W；（4）減��；連續(xù)做引體向上，人會(huì)疲勞，做引體向上越來越慢，做一次引體向上的時(shí)間變長(zhǎng)，功率變�。�

點(diǎn)評(píng) 本題考查影響動(dòng)能、重力勢(shì)能的因素，壓強(qiáng)、功和功率的計(jì)算，難度不大，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用．