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骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生...

骨胳、肌肉和关节构成了人体的运动系统,最基本的运动都是肌肉牵引骨胳绕关节转动产生的,其模型就是杠杆。如图所示是踮脚时的示意图,人体的重力为阻力,小腿肌肉施加的拉力为动力。重600N的小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作,每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm。求:

(1)小腿肌肉对每只脚的拉力;

(2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率。

 

(1)200N;(2)30W。 【解析】 (1)根据杠杆的平衡条件分析解答小腿肌肉对每只脚的拉力; (2)小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功,根据算出小明踮脚过程中克服重力做功的功率 【解析】 (1)由图知,动力F的力臂L1=8cm+4cm=12cm=0.12m;重力的力臂L2=8cm=0.08m; 根据杠杆的平衡条件可得:FL1=GL2, 则小腿肌肉对两只脚的拉力:; 则小腿肌肉对每只脚的拉力:F′=F=×400N=200N; (2)小腿肌肉对脚的拉力做的功:W拉力=Fh=400N×0.09m=36J; 小明踮脚过程中克服重力做功等于小腿肌肉对脚的拉力做的功,等于36J; 小明在lmin内完成50个双脚同时踮起动作, 则小明踮脚过程中克服重力做功的功率:。 答:(1)小腿肌肉对每只脚的拉力为200N; (2)小明踮脚过程中克服重力做功的功率为30W。
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考点分析:
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如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动AB=2AO )。将棱长为10cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力为30牛时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是________kg。若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa,则力F2的大小是________N

 

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如图所示,用固定在竖直墙上的直角三角形支架ABC放置空调室外机,已知AB40cmBC50cm.室外机的质量为30kg,室外机的重力作用线正好通过AB中点,则A处钉受到的水平拉力F_____N(支架重力不计).为了安全,从力学的角度分析,室外机的位置应尽量_____(选填靠近远离)墙壁.

 

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下图所示是吊车吊起货物的示意图,已知AB=4mBC=6m。吊臂是一个杠杆,当吊臂吊着2 t的货物处于静止状态时,杠杆的支点是________点(选填“A”、“B”或“C”),伸缩撑杆对吊臂的支持力大小为________N。(g=10N/kg

 

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如图所示,在探究杠杆平衡条件的实验中,轻质杠杆上每个小格长度均为2cm,在B点竖直悬挂4个重均为0.5N的钩码,当在A点用与水平方向成30°角的动力F拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡。对该杠杆此状态的判断,下列说法中正确的是

A. 杠杆的动力臂为8cm B. 该杠杆为费力杠杆

C. 该杠杆的阻力大小为 D. 动力F的大小为

 

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《墨经》最早记述了杠杆原理.如图中“标”“本”表示力臂,“权”“重”表示力.以下说法符合杠杆原理的是

A.“权”小于“重”时,A端一定上扬

B.“权”小于“重”时,“标”一定小于“本”

C.增大“重”时,应把“权”向A端移

D.增大“重”时,换用更小的“权”

 

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