Question

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．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“C”）点．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．
（2）若该同学质量为50kg，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？（g=10N/kg）

Answer 1

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；
因做俯卧撑时，是化学能转化为克服自身重做功所需的能量和内能，故消耗的化学能要大于克服自身重所需的能量．
（2）由图知，阻力G=mg=50kg×10N/kg=500N，阻力臂L₁=0.9m，动力臂L₂=0.9+0.6m=1.5m，
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F′===150N；
每做一个俯卧撑做的功：
W=FS=300N×0.4m=120J，
1分钟内做功：
W′=120J×30=3600J，
则1分钟内做30个俯卧撑的功率：
P===60W
故答案为：（1）O；大于；
（2）每只手的支持力150N，功率60W．
分析：（1）支点是指杠杆绕着转动的固定点；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做功所需的能量和运动时产生的内能．
（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；
先根据公式W=FS求出做功的多少，再根据P=求出功率．
点评：本题利用了俯卧撑这一常见的运动，考查了杠杆、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．