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你思考过“人在水平路面上前进时是否要克服重力做功”这一问题吗?如图所示,小红同学对此进行了研究.有关测量数据记录在下表中(表中的步距是指跨出每一步两脚之间的距离;重心升降高度是指跨出每一步时,重心下降或升高的变化值):
质量m/kg步距1/m重心升高或降低h/m步行距离s/m时间t/s
500.500.05100100
请你根据上述测量数据进行以下计算分析(g取10N/kg):
(1)如图所示时小红的脚跟提起后的姿势图.O点是脚尖与地面的接触点,阻力F2的大小等于人的体重,其中AO=16cm,AB=4cm,则排肠肌提起脚跟的动力F1为多大?
(2)小红行走100m要克服重力做的功多少?克服重力做功的功率多大?

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(1)人以0为支点,人的脚处于力矩平衡状态,即动力力矩与阻力的力矩相等; (2)人在行走时只有重心升高时才会克服重力做功,则由功的公式可求得每走一步时克服重力所做的功,由走100米所要走的步数可求得100m内人克服重力所做的功;由功率公式可求得功率. 【解析】 (1)根据杠杆平衡条件:AO×F2=BO×F1, 而F2=G=mg=50N×10N/g=500N, 所以F1==400N; (2)克服重力做功为W=nGh==5000J, 克服重力做功的功率为P===50W; 答:(1)排肠肌跟起脚跟时的动力为400N; (2)人克服重力做功为5000J,克服重力做功的功率为50W.
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考点分析:
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下表是小王在“研究杠杆的平衡条件”的实验中,记录的部分测量结果,请在表中空格处填入适当的值.(每个钩码质量为50g,g=10N/kg)
实验次数动力F1/N动力臂L1/cm阻力F2/N阻力臂L2/cm
10.581
261.58
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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