Question

8．在今年進(jìn)行的中學(xué)生體能測(cè)試項(xiàng)目中，某市男生新設(shè)引體向上項(xiàng)目，該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是：兩手正握單杠，由懸垂開始；上提時(shí)，下顎須超過(guò)杠面，下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂．如圖是質(zhì)量為60kg的小明同學(xué)做引體向上的示意圖，g取10N/kg，求：
（1）在他勻速提升自己身體的過(guò)程中，他的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能變大，機(jī)械能變大（均選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）小明做一次引體向上的過(guò)程中克服重力所做的功是多大？
（3）若小明在2s內(nèi)完成一次引體向上的過(guò)程，則克服重力做功的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能與物體的質(zhì)量與速度有關(guān)，重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和；
（2）已知質(zhì)量的大小、引體向上的次數(shù)和每次上升的高度，利用公式W=Gh計(jì)算克服重力做的功；
（3）已知克服重力做的功和做功的時(shí)間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求功率的大�。�

解答 解：（1）在他勻速提升自己身體的過(guò)程中，他的速度不變，所以動(dòng)能不變；高度增加，所以重力勢(shì)能變大；機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和，所以機(jī)械能變大；
（2）該同學(xué)做一次引體向上是上升高度h=1m-0.55m=0.45m，
該同學(xué)做一次引體向上的過(guò)程中克服重力所做的功：W_總=Gh_總=mgh_總=60kg×10N/kg×0.45m=270J；
（3）引體向上的時(shí)間t=2s，
該同學(xué)的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{270J}{2s}$=135W．
答：（1）不變；變大；變大；
（2）克服重力做的功為270J；
（3）克服重力做功的功率是135W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查機(jī)械能的影響因素，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，