Question

7．2014年9月22日，中國舉重選手林清峰在第17屆仁川亞運會男子舉重69公斤級決賽中，獲得中國舉重隊在本屆亞運會的首金．如圖為林清峰在決賽中挺舉184kg的杠鈴的場景．
（1）在杠鈴被舉起過程中，杠鈴的重力勢能變大（選填“變大”“變小”或“不變”）．
（2）若林清峰把184kg的杠鈴在2.5s內舉高2m，則他做功的功率是多大？
（3）林清峰舉著184kg的杠鈴時，他的每只腳與地面的接觸面積為2×10^-2m^-2．則他對地面的壓強是多大（可將林清峰體重視為69kg）？

Answer 1

分析 （1）重力勢能的影響因素：質量和高度；
（2）功的大小等于力乘以距離，即W=Fs；功率的計算公式為P=$\frac{W}{t}$．
（3）水平面上的固體對水平面的壓力等于其重力的大��；根據壓強定義式p=$\frac{F}{S}$，可求固體壓強．

解答 解：（1）在杠鈴被舉起過程中，杠鈴的質量不變，高度變大，所以重力勢能變大；
（2）杠鈴的重力為：G=mg=184kg×10N/kg=1840N；
舉杠鈴所做功為：W=Gh=1840N×2m=3680J；
舉杠鈴的功率為：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3680J}{2.5s}$=1472W．
（3）林清峰的重力為：G_人=m_人g=69kg×10N/kg=690N；
林清峰對地面的壓力為：F=G_鈴+G_人=1840N+690N=2530N；
雙腳著地總面積約為S=2×2×10^-2m^-2=0.04m²；對地面的壓強為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2530N}{0.0{4m}^{2}}$=63250Pa．
故答案為：（1）變大；（2）他做功的功率是1472W；（3）他對地面的壓強是63250Pa．

點評 本題考查重力勢能的影響因素以及運用功、功率、壓強公式解題的能力．