题目内容

5.某老人在进行1分钟跳绳锻炼,若他的质量是60千克.若脚每次离地面高度都是5厘米,1分钟内共跳了120次.
(1)这老人共克服自身重力做了多少功?
(2)若这些能量全部由他体内的糖类来提供,则需消耗糖类多少克?(g取10牛/千克,糖类的热量价为16.8千焦/克)

分析 (1)知道老人的质量,利用G=mg求出重力,利用W=Gh求跳一次做功,进而求出1min内跳了120次做的功;
(2)知道糖类的热量价为16.8kJ/g,可求需消耗糖类的质量.

解答 解:
(1)老人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N,
每次跳离地面的高度为h=5cm=0.05m,
他跳一次做功为W0=Gh=600N×0.05m=30J,
在1min内跳了120次,共做功:
W=120W0=120×30J=3600J;
(2)需消耗糖类的质量:
m′=$\frac{3600J}{16800J/g}$≈0.21g.
答:(1)这老人共克服自身重力做了3600J;
(2)若这些能量全部由他体内的糖类来提供,则需消耗糖类0.21g.

点评 本题考查了重力和功的计算,属于基础题目,计算时注意单位统一.

练习册系列答案
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13.小彬用如图甲所示的实验器材探究“电流与电阻的关系”.电源电压恒为3V,滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样,阻值分别为5Ω、10Ω、20Ω、50Ω的定值电阻各一个.
(1)请你用笔画线代替导线,把图甲所示的实验电路补充完整.
(2)连接电路时应将开关断开,应把滑动变阻器的滑片调到A端(填“A”或“B”).
(3)小彬5Ω定值电阻接入电路后,闭合开关,发现电流表有示数而电压表无示数,则电路中的故障可能是定值电阻短路(选填开路或短路);排除故障后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数如图乙所示,此时电路中的电流为0.36A.
(4)将5Ω定值电阻换成10Ω定值电阻,闭合开关,为了保持电压表的示数不变,应将滑动变阻器的滑片P向A(选填“A”或“B”)移动,记录此时各表的示数.将10Ω定值电阻换成20Ω定值电阻,重复步骤(3).
(5)实验记录的数据如表所示.分析数据可得出结论:当电压一定时,通过导体中的电流与电阻成反比.
实验次数定值电阻(Ω)电流表示数(A)
15
2100.18
3200.09
(6)本实验中测量了多组数据,爱思考的小彬想到:在许多实验中都需要进行多次测量.你认为下列实验中多次测量的目的与本实验相同的C (填选项).
A、测量物体的长度;   B、用伏安法测量定值电阻的阻值;   C、探究质量与体积的关系.
15.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图a所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V”字样.

(1)请你用笔画线代替导线,将图a中的实物电路连接完整.
(2)正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,其故障原因可能是:灯泡断路.
(3)故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到图示位置时,电压表的示数为3.0V,接着应将滑片向右滑动,直至灯泡两端电压为额定电压,此时电流表的示数如图b所示,则灯泡的额定功率为1.52W.
(4)实验时某小组学生发现电流表损坏,他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验,于是向老师要了一个阻值为R0的定值电阻(阻值适当)和一个单刀双掷开关(符号为:),借助原有的实验器材,顺利完成了实验.假如由你来做该实验,要求电路只连接一次,请设计实验方案.
①在虚线框内(图)画出实验电路图. 
②简述实验步骤:A.根据电路图,连接实物,将滑动变阻器的滑片P调至最大;B.开关S与1接线柱相连,调节滑动变阻器的滑片P,直至电压表的示数达到3.8V为止;C.滑动变阻器的滑片不动,开关S与2相连,读出电压表的示数U.(用相应的字母表示测出的物理量)
③写出灯泡额定功率的表达式P=$\frac{3.8V×(U-3.8V)}{{R}_{0}}$(用已知量和测量量表示).

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