Question

17．體育娛樂及生活、生產(chǎn)實踐中包含有很多物理知識：
（1）端午節(jié)期間黃石市在美麗的磁湖組織了賽龍舟活動，小明測得某參賽隊龍舟直線行駛的路程為S，所用時間為t，請用S和t表示該龍舟行駛的平均速度．
（2）建筑工地搬運磚頭的獨輪車，車廂和磚頭所受的總重力為1000N，獨輪車有關(guān)尺寸如圖所示，求：推車時人手施加的豎直向上的力F應(yīng)為多大？
（3）小紅在學(xué)校組織的一次跳繩比賽中1min內(nèi)完成跳繩180次，假設(shè)她的質(zhì)量為50kg，每次跳繩所用的時間相等，每次跳離地面后重心上升的高度為5cm，求她跳繩的平均功率？（此處功率為上升過程克服重力做功的功率）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度公式表示出龍舟行駛的平均速度；
（2）根據(jù)生活經(jīng)驗判斷獨輪車是什么杠桿，然后找出動力臂和阻力臂，動力和阻力，根據(jù)杠桿的平衡條件進行計算；
（3）知道某同學(xué)的質(zhì)量，可利用公式G=mg計算出某同學(xué)的體重，知道每次騰空的高度，則可利用公式W=Gh計算每跳一次克服重力做的功，跳了180次，從而可以求出他在跳繩過程中克服重力做的功，又知道時間，可利用公式P=$\frac{W}{t}$計算做功的功率．

解答 解：（1）龍舟行駛的平均速度：v=$\frac{S}{t}$；
（2）由圖可知：獨輪車的車輛輪軸處是支點，其中重力G是阻力，支點到重力作用線的距離是阻力臂，故L₂=0.3m；力F是動力，支點到力F作用線的距離是動力臂，故L₁=1m；
根據(jù)杠桿的平衡條件得：F×L₁=G×L₂，
故F=$\frac{G{L}_{2}}{{L}_{1}}$=$\frac{1000N×0.3m}{1m}$=300N；
即人手向上的力應(yīng)為300N．
（3）人的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N，
人跳一次做功W′=Gh=500N×0.05m=25J，
180次所做總功為：W=180×25J=4500J，
則她跳繩的平均功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4500J}{60s}$=75W．
答：（1）v=$\frac{S}{t}$；
（2）推車時人手施加的豎直向上的力F為300N；
（3）她跳繩的平均功率為75W．

點評 （1）此題考查速度公式的應(yīng)用；
（2）此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，要掌握杠桿的平衡條件，確定杠桿受到的力及對應(yīng)的力臂，根據(jù)杠桿的平衡條件進行求解；
（3）本題考查了功與功率的計算，由能量守恒可知，人跳起時做的功等于跳起后克服自身重力所做的功，則求出克服重力所做的功即為人做的功．