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    猎豹是优秀的“长跑运动员”，猎豹的心脏每跳一次输送2×10－4 m3的血液，其血压平均值为p0＝3×104 Pa，心跳每分钟60次．猎豹在一天中有16 h是在跑跑停停之中，平均速度为v＝20 m/s，其奔跑时克服的阻力平均为f＝100 N，剩余的8 h为休息状态，而休息状态时消耗体能的功率为心脏输出功率的10倍．

    (1)请估算猎豹心脏工作的平均功率；

    (2)请估算猎豹一天所需的能量；

    (3)照射到植物表面的太阳能量大约只有20％通过光合作用被植物吸收，经植物链后，其中约20％存于猎豹体内．请设计一个方案，测量某地区为保持一只猎豹的生存所需的绿色植物的最小面积．明确指出所要测量的量，给出测量方法，并给出所需植物面积S的表达式．

    答案：
    解析：

    　　解析：本题完全从实际出发，把物理原理寓于具体的问题中，培养估算能力、建模能力(把实际问题抽象成物理模型和数学模型)和实验设计能力．同时，该题也让我们认识到保护植被的重要性．

    　　(1)猎豹的心脏每跳一次输送的血液可以近似看成底面为S、长为L的长方体，心脏每跳一次，相当于把体积为V＝S×L＝2×10－4 m3的血液推出L的位移．心脏跳动一次做的功为：

    　　W＝pS×L

    　　所以，猎豹心脏工作的平均功率为：P＝W＝6 W．

    　　(2)猎豹一天消耗的能量：

    　　E＝fvt＋10 Pt＝(100×20×16×3 600＋6×10×8×3 600)J＝1.2×108 J．

    　　(3)方案如下：

    　　①测出当地每单位面积在单位时间内接收的阳光辐射能量E0，查出当地一年内平均光照天数t0；

    　　②测量E0的方法：放一盆横截面积为S0、质量为m的水，测出时间T内其温度变化Δt，则单位时间单位面积的阳光辐射：E0＝；

    　　③设需要的植物面积为S，则

    　　SE0×20％×20％×＝E

    　　所以，需要的植物面积为：S＝．


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    在电视节目中我们常常能看到一种精彩的水上运动——滑水板，如图5-12所示.运动员在快艇的水平牵引力作用下，脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行，设滑板是光滑的.若运动员与滑板的总质量为m=70 kg，滑板的总面积为S=0.12 m2，水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3.理论研究表明：当滑板与水平方向的夹角（板前端抬起的角度）为θ时，水对板的作用力大小为N＝ρSv2sin2θ，方向垂直于板面.式中v为快艇的牵引速度，S为滑板的滑水面积，求为了使滑板能在水面上滑行，快艇水平牵引滑板的最小速度.

    图5-12

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    如图所示，在某次自由式滑雪比赛中，一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，如图所示，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则(   )

    A.如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同

    B.不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的

    C.运动员落到雪坡时的速度大小是

    D.运动员在空中经历的时间是

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