Question

【題目】快步行走是現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人們行走時候重心的高度變化次數來記錄行走的步數。

(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。