Question

7．肥胖可能會引發(fā)許多慢性疾病，某人用如圖所示的健身拉力器進(jìn)行減肥鍛煉，配重由若干金屬塊（每塊質(zhì)量為10g）組成，鍛煉時(shí)可以根據(jù)自己的實(shí)際選擇配重的金屬塊數(shù)量，（桿重、繩重、摩擦均不計(jì)，g取10N/kg ）
（1）若該人的質(zhì)量為85kg，他一次最多能拉起8塊金屬塊．
（2）當(dāng)他選擇6塊金屬塊時(shí)，把拉桿向下拉動(dòng)0.5m，若累積拉動(dòng)100次，拉力共做了多少功？（不考慮回拉過程做功）
（3）假設(shè)脂肪氧化釋放的能量10%用于拉力做功，則上述過程相當(dāng)于消耗多少克脂肪？（已知1克脂肪在體內(nèi)完全氧化釋放37.5KJ的能量）

Answer 1

分析 （1）定滑輪不能省力，人拉起的金屬塊的總總量等于人的最大拉力（人的體重）；
（2）使用的是定滑輪，拉力移動(dòng)的距離s=h，求出拉力對配重塊做的功；
（3）利用效率公式計(jì)算脂肪釋放的熱量，進(jìn)而計(jì)算消耗的脂肪的質(zhì)量．

解答 解：（1）由圖可知，練習(xí)時(shí)的滑輪為定滑輪，不能省力，
人能提供的最大拉力：
F_最大=G_人=m_人g=85kg×10N/kg=850N，
每個(gè)金屬塊的重力：
G_金屬=m_金屬g=10kg×10N/kg=100N，
最大能拉起的金屬塊的數(shù)量：
n=$\frac{{F}_{最大}}{{G}_{金屬}}$=$\frac{850N}{100N}$=8.5，所以人最多能拉起8塊金屬塊；
（2）人的拉力F_拉=m₆g=6×10kg×10N/kg=600N，
拉力做的有用功：
W=nF_拉h=100×600N×0.5m=3×10⁴J；
（3）脂肪氧化釋放的能量10%用于拉力做功，脂肪需提供的能量：
W_總=$\frac{W}{η}$=$\frac{3×1{0}^{4}J}{10%}$=3×10⁵J，
消耗脂肪的質(zhì)量：
m_脂肪=$\frac{{W}_{總}}{q}$=$\frac{3×1{0}^{5}J}{3.75×1{0}^{4}J/g}$=8g．
故答案為：（1）8；（2）拉力共做功3×10⁴J；（3）相當(dāng)于消耗8克脂肪．

點(diǎn)評 本題綜合了考查了重力、功效率的計(jì)算，本題關(guān)鍵有二：一是使用定滑輪s=h，二是不計(jì)拉桿和繩的重力及摩擦有用功與總功相等．