Question

【题目】“暴走”是一种快速的徒步运动方式．观察分析人走路情形，可以将人的脚视为一根杠杆，如图所示，行走时人的脚掌前端是支点，人体受到的重力是阻力，小腿肌肉施加的力是动力．已知某人的质量为80kg，g=l0N/kg．

运动方式	散步	快走	慢跑	快跑
消耗能量E/J	315	1165.5	1260	1764

（1）请画出小腿肌肉施加的拉力F的力臂l1 ．
（2）根据图片，估算小腿肌肉产生的拉力是N．
（3）人向前走一步的过程中，重心升高约4cm，人克服自身重力约做了J的功．
（4）通过查阅资料：人以不同方式徒步运动半小时，消耗人体内的能量如上表所示．请你从能量角度分析“暴走”能健身的原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）解：如图：

（2）400
（3）32
（4）人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多
【解析】解：（1）从O点做力F的作用线的垂线，该垂线为F的力臂；（2）人的重力为：G=mg=80kg×10N/kg=800N； 由图可知，力F的力臂大约是G的力臂的二倍，根据杠杆的平衡条件可知：F= =800N× =400N；（3）人克服自身重力所做的功为：W=Gh=800N×0.04m=32J；（4）由表格中的信息可知，人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多，这个更能健身．
所以答案是：（1）如图；（2）400；（3）32；（4）人运动的速度越大，在单位时间内消耗的能量越多．
【考点精析】掌握杠杆的平衡条件和功的计算是解答本题的根本，需要知道杠杆平衡：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，称为杠杆平衡．杠杆平衡是力和力臂乘积的平衡，而不是力的平衡．杠杆平衡的条件：动力 ×动力臂 = 阻力 ×阻力臂即：F1 L1 = F2 L2可变形为 ：F1 / F2 = L1 / L2；功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．