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(shí)人往往佩戴記錄器。如圖中是小軍爸爸鍛煉時(shí)隨時(shí)攜帶的計(jì)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(jì)步器應(yīng)該是根據(jù)人們行走時(shí)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(zhì)量是70kg，行走時(shí)重心高度會(huì)變化5cm，請你計(jì)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(jì)步器上，假設(shè)其步幅為60cm，則小軍爸爸快步行走時(shí)的速度大約時(shí)多少________ ?

(3)小軍爸爸這次鍛煉時(shí)克服重力做功的功率大約是多少 _______?

(4)根據(jù)學(xué)過的物理知識，善于思考的小軍認(rèn)為行走時(shí)人們除了要克服重力做功外，還會(huì)因?yàn)?/span>____________________________________________________________消耗大量能量，所以行走時(shí)功率會(huì)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?yàn)樾凶邥r(shí)重心高度會(huì)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(shí)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(shí)間是：t′=1.5×3600s/10258≈0.5s，

所以鍛煉時(shí)克服重力做功的功率是：P=W/t′=35J/0.5s=70W；

（4）人行走時(shí)除了要客服重力做功外，還會(huì)因?yàn)楣┤梭w各項(xiàng)生命活動(dòng)（例如：四肢的運(yùn)動(dòng)要消耗能量，身體肌肉的收縮和拉伸要消耗能量，心臟推動(dòng)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(shí)功率會(huì)更大。