Question

8．在今年進行的中學(xué)生體能測試項目中，某市男生新設(shè)引體向上項目，該運動的規(guī)范動作是：兩手正握單杠，由懸垂開始；上提時，下顎須超過杠面，下放時，兩臂放直，不能曲臂．如圖是質(zhì)量為60kg的小明同學(xué)做引體向上的示意圖，g取10N/kg，求：
（1）在他勻速提升自己身體的過程中，他的動能不變，重力勢能變大，機械能變大（均選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）小明做一次引體向上的過程中克服重力所做的功是多大？
（3）若小明在2s內(nèi)完成一次引體向上的過程，則克服重力做功的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）動能與物體的質(zhì)量與速度有關(guān)，重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，機械能等于動能與勢能之和；
（2）已知質(zhì)量的大小、引體向上的次數(shù)和每次上升的高度，利用公式W=Gh計算克服重力做的功；
（3）已知克服重力做的功和做功的時間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求功率的大�。�

解答 解：（1）在他勻速提升自己身體的過程中，他的速度不變，所以動能不變；高度增加，所以重力勢能變大；機械能等于動能與勢能之和，所以機械能變大；
（2）該同學(xué)做一次引體向上是上升高度h=1m-0.55m=0.45m，
該同學(xué)做一次引體向上的過程中克服重力所做的功：W_總=Gh_總=mgh_總=60kg×10N/kg×0.45m=270J；
（3）引體向上的時間t=2s，
該同學(xué)的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{270J}{2s}$=135W．
答：（1）不變；變大；變大；
（2）克服重力做的功為270J；
（3）克服重力做功的功率是135W．

點評 本題考查機械能的影響因素，功和功率的計算，難度不大，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，