Question

小明在学习了一定的物理知识之后，对俗语：“胳膊拗不过大腿”，产生了某种兴趣，他感觉可能两者在某些方面存在显著差异，他通过自己的实验探究，得到了如下数据：（a）小明测量了自己体重为500N；（b）他在20s内做了10次“引体向上”，每次将身体匀速提高30cm；（c）他在10s内，匀速登上了40级台阶，每级台阶高20cm．则：
（1）小明做一次“引体向上”，胳膊向上的拉力做功______J；小明匀速登上台阶时的功率是______ W．
（2）请你通过以上实验数据及学到的物理知识为小明“胳膊拗不过大腿”，收集证据，支持小明的观点，你的解释是：______．

Answer 1

解：
（1）小明引体向上时克服重力做的功为W₁=Gh₁=500N×10×0.3m=1500J；引体向上的功率为P₁===75W；
小明登台阶的功率为W₂=Gh₂=500N×40×0.2m=4000J，等台阶的功率为P₂===400W．
（2）“胳膊拗不过大腿”比喻弱小的敌不过强大的．从上面的计算可以看出：小明用胳膊匀速做“引体向上”时的功率为75W，而大腿匀速登台阶的功率为400W，两者差距很大，大腿比胳膊要“强”很多．
故答案为：（1）150；400；
（2）小明用胳膊匀速做“引体向上”时的功率为75W，而大腿匀速登台阶的功率为400W，两者差距很大，大腿比胳膊要“强”很多．
分析：（1）已知小明做“引体向上”时的次数、每次上升高度，可以得到身体整个过程中相当于直接上升的高度；已知身体上升高度和体重，可以得到克服体重做的功；已知克服体重做的功和所用时间，利用公式P=得到引体向上的功率；已知小明登台阶时的阶数、台阶高度，可以得到克服重力上升的高度；已知身体上升高度和体重，可以得到克服体重做的功；已知克服体重做的功和所用时间，利用公式P=得到登台阶的功率；
（2）由上面的计算，可以得到两种情况下“胳膊”和“大腿”的功率，据此解释俗语的意义．
点评：此题考查的是功和功率的计算以及利用功率知识解释实际问题，其中解释生活现象时，注意抓住重点、叙述要简洁、严谨．