Question

16．2016年4月10日举办的武汉市首届马拉松比赛，拥有“最美的马拉松赛道”，从汉口江滩出发，途经古琴台、长江大桥、黄鹤楼、辛亥革命博物馆、武昌江滩、沙湖、汉街、东湖、磨山等最能体现武汉历史人文底蕴和山水桥城风光的景点，终点为欢乐谷，全程约42km．
（1）若小明跑完全程的时间为3h 30min，则他的平均速度为12km/h；
（2）如图所示，小明穿着某充电鞋参与了马拉松比赛，当他跑步时，会驱动鞋内磁性转子旋转，使线圈中产生电流，产生的电流进入鞋面上锂聚合物电池．这种充电鞋的工作原理是电磁感应；
（3）小明跑步时所消耗的能量最终是由食物中的化学能转化而来的；
（4）请在图中画出充电鞋对地面的摩擦力f的示意图．

Answer 1

分析 （1）直接根据速度公式计算即可；
（2）闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，该现象叫电磁感应现象；
（3）人体的能量来源是从食物中通过化学变化得到的；
（4）根据图示和实际经验可知，鞋相对于地面有向后运动的趋势，因此鞋受到的摩擦力方向向前，根据相互作用力的特点可知，地面受到摩擦力的方向向后，用力的图示表示出力的方向和作用点．

解答 解：（1）v=$\frac{s}{t}$=$\frac{42km}{3.5h}$=12km/h；
（2）根据题意可知，电鞋相当于一个小发电机，因此其原理为闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就产生感应电流，即电磁感应原理；
（3）人食用的食物通过化学反应转化为人的能量，这一能量将通过小明的运动消耗掉，因此食物的化学能最终转化为小明的机械能；
（4）地面对鞋有向前的静摩擦力，根据力的作用是相互的，鞋对地面有向后的静摩擦力；
作用点为鞋与地面的接触点，过作用点沿水平向后的方向画一条带箭头的线段，用符号f表示，如下图所示：

故答案为：（1）12；（2）电磁感应；（3）化学．

点评 考查学生对速度、电磁感应、能量的转化、摩擦力等知识的理解，难度不大．