Question

在运动会上，一位质量是70kg的运动员用3.5s的时间将质量为140kg的杠铃举高1.8m．（g取10N/kg）求：
（1）若该运动员一只鞋底与地面的接触面积是175cm²，求运动员举起杠铃时对地面的压强是多少帕？
（2）这次举起杠铃的过程中，该运动员对杠铃做了多少焦的功？功率是多少瓦？

Answer 1

解：
（1）运动员和杠铃的总重力为G=（m₁+m₂）g=（70kg+140kg）×10N/kg=2100N，
运动员对地面的压力为F=G=2100N，
运动员与地面的接触面积：
S=2×175cm²=350cm²=3.5×10^-2_m2
运动员对地面的压强：
P===6×10⁴Pa；
（2）杠铃受到的重力为G₂=m₂g=140kg×10N/kg=1400N
运动员对杠铃做的功为W=Gh=1400N×1.8m=2520J
运动员举重的功率为P===720W．
答：
（1）运动员对地面的压强为6×10⁴Pa；
（2）运动员对杠铃做的功为2520J；功率为720W．
分析：（1）已知运动员和杠铃的质量，可以得到总质量；已知总质量，利用公式G=mg可以得到总重力；运动员举杠铃时对地面的压力F等于总重力；已知运动员一只鞋底与地面的接触面积，可以得到与地面的总接触面积S；已知压力和接触面积，利用公式P=得到对地面的压强；
（2）已知杠铃质量，利用G=mg得到杠铃重力G；已知杠铃重力和举起的高度，利用公式W=Gh计算运动员做的功；已知运动员做的功和做功时间，利用公式P=计算举重功率．
点评：利用公式P=计算固体产生压强时，注意两点：只有放在水平面上的物体对支持面的压力才等于其重力；受力面积是两物体直接接触的面积，不一定是物体的面积．