Question

俯臥撐運動對發展力量素質，提高人體生理機能，發展平衡和支撐能力起著重要作用．可以改善中樞神經系統，有利于骨的堅實，關節的靈活，韌帶的牢固，肌肉的粗壯及彈性，同時能加速血液循環，增大肺活量．如圖所示，某同學在做俯臥撐運動，可將他視為一個杠桿：
（1）此杠桿的支點為

 

（選填“O”、“A”或“B”）點．
（2）若該同學質量為50千克，那么他將身體撐起，每只手受到支持力至少為多少牛？若他在1min內做了30個俯臥撐，每次肩部上升的距離均為0.4m，則他的功率至少為多少瓦特？
（3）做俯臥撐運動時，該同學消耗的化學能

 

（選填“大于”、“等于”或“小于”）克服自身重所需的能量．

Answer 1

分析：（1）支點是指杠桿轉動時，固定不動的那個點．
（2）將做俯臥撐的人看成杠桿的情況下，則人的重力為阻力，手的支持力為動力，動力臂為0.9+0.6m，阻力臂為0.9m，根據杠桿的平衡原理GL₁=FL₂可求出手的支持力；
     求功率要先根據公式W=FS求出做功的多少，再根據P=

W

t

求出功率．
（3）根據能量守恒定律，在能量轉換過程中，能的總量是保持不變的．而在做俯臥撐運動中，消耗的化學能是轉化為克服自身重所需的能量和運動時產生的內能．

解答：解：
（1）根據做俯臥撐時的運動情況可知，固定不動的點是O點，即此杠桿的支點為O．
（2）根據GL₁=FL₂可得：F=

GL1

L2

=

500N×0.9m

(0.9+0.6)m

=300N
     因有兩只手在支撐，故每只手受到的支持力F₀=300N÷2=150N
     每做一個俯臥撐做的功為W=FS=300N×0.4m=120J
     則1分鐘內做30個俯臥撐的功率為P=

W

t

=

120J×30

60s

=60W
（3）因做俯臥撐時，是化學能轉化為克服自身重所需的能量和內能，故消耗的化學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．

點評：本題利用了俯臥撐這一常見的運動，考查了杠桿、功率、能量轉化三個知識點，綜合性較強，可以說是一個非常好的題目，有利于鍛煉學生思維的靈活度．