Question

【題目】快步行走是現(xiàn)在流行的一種健身方式，為量化健身效果，行走時人往往佩戴記錄器。如圖中是小軍爸爸鍛煉時隨時攜帶的計步器，由于佩戴前要提前輸入鍛煉者的身高和步幅，所以小軍考慮計步器應該是根據(jù)人們行走時候重心的高度變化次數(shù)來記錄行走的步數(shù)。

(1)小軍爸爸質量是70kg，行走時重心高度會變化5cm，請你計算小軍爸爸每走一步要克服重力所做的功________；(g取10N/kg)

(2)某次鍛煉小軍爸爸行走了1.5h，行走步數(shù)記錄在圖中所示的計步器上，假設其步幅為60cm，則小軍爸爸快步行走時的速度大約時多少________ ?

(3)小軍爸爸這次鍛煉時克服重力做功的功率大約是多少 _______?

(4)根據(jù)學過的物理知識，善于思考的小軍認為行走時人們除了要克服重力做功外，還會因為____________________________________________________________消耗大量能量，所以行走時功率會更大。

Answer 1

【答案】 35J 1.1m/s 70W 見解析

【解析】（1）由G=mg知道，小軍爸爸的重力是：G=mg=70kg×10N/kg=700N，

又因為行走時重心高度會變化5cm，所以，小軍爸爸每走一步要克服重力所做的功：W=Gh=mgh=700N/kg×0.05m=35J

（2）由圖知道行走的步數(shù)是10258，所以步行距離是：s=0.6m×10258=6154.8m，

則小軍爸爸快步行走時的速度大約是：v=s/t=6154.8m/1.5×3600s≈1.1m/s；

（3）根據(jù)題意，重心高度每變化5cm所用的時間是：t′=1.5×3600s/10258≈0.5s，

所以鍛煉時克服重力做功的功率是：P=W/t′=35J/0.5s=70W；

（4）人行走時除了要客服重力做功外，還會因為供人體各項生命活動（例如：四肢的運動要消耗能量，身體肌肉的收縮和拉伸要消耗能量，心臟推動血液循環(huán)要消耗能量；人體向外散熱要消耗能量等）而消耗大量能量，即行走時功率會更大。