题目内容
【题目】“暴走”是一种快速的徒步运动方式.观察分析人走路情形,可以将人的脚视为一根杠杆,如图所示,行走时人的脚掌前端是支点,人体受到的重力是阻力,小腿肌肉施加的力是动力.已知某人的质量为80kg,g=l0N/kg.
运动方式 | 散步 | 快走 | 慢跑 | 快跑 |
消耗能量E/J | 315 | 1165.5 | 1260 | 1764 |
(1)请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1 .
(2)根据图片,估算小腿肌肉产生的拉力是N.
(3)人向前走一步的过程中,重心升高约4cm,人克服自身重力约做了J的功.
(4)通过查阅资料:人以不同方式徒步运动半小时,消耗人体内的能量如上表所示.请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因: .
【答案】
(1)解:如图:
(2)400
(3)32
(4)人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多
【解析】解:(1)从O点做力F的作用线的垂线,该垂线为F的力臂;(2)人的重力为:G=mg=80kg×10N/kg=800N; 由图可知,力F的力臂大约是G的力臂的二倍,根据杠杆的平衡条件可知:F= =800N× =400N;(3)人克服自身重力所做的功为:W=Gh=800N×0.04m=32J;(4)由表格中的信息可知,人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多,这个更能健身.
所以答案是:(1)如图;(2)400;(3)32;(4)人运动的速度越大,在单位时间内消耗的能量越多.
【考点精析】掌握杠杆的平衡条件和功的计算是解答本题的根本,需要知道杠杆平衡:杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时,称为杠杆平衡.杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡,而不是力的平衡.杠杆平衡的条件:动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即:F1 L1 = F2 L2可变形为 :F1 / F2 = L1 / L2;功的计算公式:W = F S;F 表示力,单位:牛( N ) . S 表示距离,单位:米(m)W表示功, 功的单位就是牛· 米 . 叫作焦耳.即:1 J = 1N·m.
【题目】时下越来越多的年轻人喜欢骑着山地自行车低碳出行,下图为质量是50kg的小华骑行的山地自行车,其相关数据见表:(g=10N/kg)
车架材料 | 碳纤维 |
车架材料体积/cm3 | 2500 |
车架质量/kg | 4.5 |
整车质量/kg | 10 |
单轮接触面积/cm2 | 4 |
求:
(1)碳纤维车架的密度;
(2)小华骑该山地自行车比赛时对地面的压强;
(3)小华在某路段匀速骑行3km,耗时5min,若该路段阻力为总重力的0.02倍,求他的骑行功率。