Question

俯臥撐是一項(xiàng)常見的健身項(xiàng)目．如圖是小明同學(xué)做俯臥撐時(shí)的示意圖，他的身體可視為杠桿，O點(diǎn)為支點(diǎn)．A點(diǎn)為重心，重力為500N．
（1）在圖中畫出重力的力臂L₁和地面對(duì)手支持力的力臂L₂并分別注明．
（2）若L₁=2.1cm，L₂=3.0cm，求地面對(duì)，雙手支持力的大小．
（3）若每個(gè)手掌的面積約為1.5×10^-2m²，求雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)．

Answer 1

解：（1）過支點(diǎn)作重力作用線的垂線段和支持力作用線的垂線段．如圖所示：

（2）根據(jù)杠桿平衡的條件可得：
F₁L₁=F₂L₂
500N×2.1cm=F₂×3.0cm
F₂=350N
所以雙手支持力的大小為350N．
（3）根據(jù)壓強(qiáng)的計(jì)算公式可得：

答：雙手支持力的大小為350N，雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.17×10⁴Pa．
分析：（1）先過重心作出豎直向下的重力，過手與地面的接觸點(diǎn)作豎直向上的支持力；然后過支點(diǎn)作重力作用線和支持力的作用線的垂線段；
（2）已知重力、動(dòng)力臂和阻力臂，根據(jù)杠桿平衡的條件進(jìn)行計(jì)算；
（3）已知支持力和手掌與地面的接觸面積，根據(jù)P=求出雙手對(duì)地面的壓強(qiáng)．
點(diǎn)評(píng)：會(huì)正確的畫出力臂，知道杠桿平衡的條件，并且能夠根據(jù)根據(jù)杠桿平衡的條件進(jìn)行計(jì)算，會(huì)熟練應(yīng)用壓強(qiáng)的計(jì)算公式．