题目内容

10．“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/J3151165.512601764
（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400N．
（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32J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：人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多．

分析 （1）从支点到力的作用点的距离叫作力臂；
（2）根据杠杆的平衡条件求出拉力；
（3）根据W=Gh求出功；
（4）根据做功的大小分析．

解答 解：（1）从O点做力F的作用线的垂线，该垂线为F的力臂，如图：
；
（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=$\frac{G{L}_{G}}{{L}_{F}}$=800N×$\frac{1}{2}$=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．
故答案为：（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．

点评 本题考查了力臂的画法、杠杆的平衡条件、功的计算、能量的转化，是一道基础题．

练习册系列答案
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