Question

在運動會上，一位質(zhì)量是70kg的運動員用3.5s的時間將質(zhì)量為140kg的杠鈴舉高1.8m．（g取10N/kg）求：
（1）若該運動員一只鞋底與地面的接觸面積是175cm²，求運動員舉起杠鈴時對地面的壓強(qiáng)是多少帕？
（2）這次舉起杠鈴的過程中，該運動員對杠鈴做了多少焦的功？功率是多少瓦？

Answer 1

解：
（1）運動員和杠鈴的總重力為G=（m₁+m₂）g=（70kg+140kg）×10N/kg=2100N，
運動員對地面的壓力為F=G=2100N，
運動員與地面的接觸面積：
S=2×175cm²=350cm²=3.5×10^-2_m2
運動員對地面的壓強(qiáng)：
P===6×10⁴Pa；
（2）杠鈴受到的重力為G₂=m₂g=140kg×10N/kg=1400N
運動員對杠鈴做的功為W=Gh=1400N×1.8m=2520J
運動員舉重的功率為P===720W．
答：
（1）運動員對地面的壓強(qiáng)為6×10⁴Pa；
（2）運動員對杠鈴做的功為2520J；功率為720W．
分析：（1）已知運動員和杠鈴的質(zhì)量，可以得到總質(zhì)量；已知總質(zhì)量，利用公式G=mg可以得到總重力；運動員舉杠鈴時對地面的壓力F等于總重力；已知運動員一只鞋底與地面的接觸面積，可以得到與地面的總接觸面積S；已知壓力和接觸面積，利用公式P=得到對地面的壓強(qiáng)；
（2）已知杠鈴質(zhì)量，利用G=mg得到杠鈴重力G；已知杠鈴重力和舉起的高度，利用公式W=Gh計算運動員做的功；已知運動員做的功和做功時間，利用公式P=計算舉重功率．
點評：利用公式P=計算固體產(chǎn)生壓強(qiáng)時，注意兩點：只有放在水平面上的物體對支持面的壓力才等于其重力；受力面積是兩物體直接接觸的面積，不一定是物體的面積．