Question

“引體向上”是同學(xué)們經(jīng)常做的一項(xiàng)健身運(yùn)動．該運(yùn)動的規(guī)范動作是：兩手正握單杠，由懸垂開始；上提時，下顎須超過杠面；下放時，兩臂放直，不能曲臂．劉強(qiáng)能在25s內(nèi)連續(xù)做16個規(guī)范的引體向上動作．已知劉強(qiáng)的質(zhì)量是50kg，每次引體上升的高度如圖所示．（g=10N/kg）

（1）在他勻速提升自己身體的過程中，動能　  　，重力勢能　  　，機(jī)械能　  　．（以上選填“變大”“變小”或“不變”）
（2）如果人的平均密度等于水的密度，那么劉強(qiáng)的體積大約是多大？
（3）劉強(qiáng)做動作時的平均功率是多大？

Answer 1

（1）不變；變大；變大；
（2）劉強(qiáng)的體積大約是0.05m³；
（3）劉強(qiáng)做動作時的平均功率是128W．

試題分析：（1）影響動能的因素是質(zhì)量和速度；影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度；
（2）已知人體的質(zhì)量和密度，根據(jù)公式ρ=可求體積的大�。�
（3）已知質(zhì)量的大小和上升的高度，以及做功的時間，根據(jù)公式W=Gh=mgh和P=可求功率的大�。�
（1）在他勻速提升自己身體的過程中，質(zhì)量不變，速度不變，所以動能不變；質(zhì)量不變，高度變大，重力勢能變大；所以機(jī)械能變大；
（2）∵ρ=，
∴劉強(qiáng)的體積V===0.05m³；
（3）劉強(qiáng)克服重力做的總功W=nGh=nmgh=16×50kg×10N/kg×0.4m=3200J；
他做功的平均功率P===128W．
點(diǎn)評：本題考查影響動能、重力勢能的因素，功和功率的計算，難度不大，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用．