Question

【題目】“暴走”是一種快速的徒步運(yùn)動(dòng)方式．觀察分析人走路情形，可以將人的腳視為一根杠桿，如圖所示，行走時(shí)人的腳掌前端是支點(diǎn)，人體受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是動(dòng)力．已知某人的質(zhì)量為80kg，g=l0N/kg．

運(yùn)動(dòng)方式	散步	快走	慢跑	快跑
消耗能量E/J	315	1165.5	1260	1764

（1）請畫出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1 ．
（2）根據(jù)圖片，估算小腿肌肉產(chǎn)生的拉力是N．
（3）人向前走一步的過程中，重心升高約4cm，人克服自身重力約做了J的功．
（4）通過查閱資料：人以不同方式徒步運(yùn)動(dòng)半小時(shí)，消耗人體內(nèi)的能量如上表所示．請你從能量角度分析“暴走”能健身的原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如圖：

（2）400
（3）32
（4）人運(yùn)動(dòng)的速度越大，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量越多
【解析】解：（1）從O點(diǎn)做力F的作用線的垂線，該垂線為F的力臂；（2）人的重力為：G=mg=80kg×10N/kg=800N； 由圖可知，力F的力臂大約是G的力臂的二倍，根據(jù)杠桿的平衡條件可知：F= =800N× =400N；（3）人克服自身重力所做的功為：W=Gh=800N×0.04m=32J；（4）由表格中的信息可知，人運(yùn)動(dòng)的速度越大，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量越多，這個(gè)更能健身．
所以答案是：（1）如圖；（2）400；（3）32；（4）人運(yùn)動(dòng)的速度越大，在單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量越多．
【考點(diǎn)精析】掌握杠桿的平衡條件和功的計(jì)算是解答本題的根本，需要知道杠桿平衡：杠桿在動(dòng)力和阻力的作用下靜止或勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，稱為杠桿平衡．杠桿平衡是力和力臂乘積的平衡，而不是力的平衡．杠桿平衡的條件：動(dòng)力 ×動(dòng)力臂 = 阻力 ×阻力臂即：F1 L1 = F2 L2可變形為 ：F1 / F2 = L1 / L2；功的計(jì)算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是�！� 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．