Question

【題目】骨胳、肌肉和關(guān)節(jié)構(gòu)成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，最基本的運(yùn)動(dòng)都是肌肉牽引骨胳繞關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的，其模型就是杠桿。如圖所示是踮腳時(shí)的示意圖，人體的重力為阻力，小腿肌肉施加的拉力為動(dòng)力。重600N的小明在lmin內(nèi)完成50個(gè)雙腳同時(shí)踮起動(dòng)作，每次踮腳過(guò)程中腳跟離開(kāi)地面的高度是9cm。求：

（1）小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力；

（2）小明踮腳過(guò)程中克服重力做功的功率。

Answer 1

【答案】（1）200N；（2）30W。

【解析】

（1）根據(jù)杠桿的平衡條件分析解答小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力；

（2）小明踮腳過(guò)程中克服重力做功等于小腿肌肉對(duì)腳的拉力做的功，根據(jù)算出小明踮腳過(guò)程中克服重力做功的功率

解：（1）由圖知，動(dòng)力F的力臂L1＝8cm+4cm＝12cm＝0.12m；重力的力臂L2＝8cm＝0.08m；

根據(jù)杠桿的平衡條件可得：FL1＝GL2，

則小腿肌肉對(duì)兩只腳的拉力：；

則小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力：F′＝F＝×400N＝200N；

（2）小腿肌肉對(duì)腳的拉力做的功：W拉力＝Fh＝400N×0.09m＝36J；

小明踮腳過(guò)程中克服重力做功等于小腿肌肉對(duì)腳的拉力做的功，等于36J；

小明在lmin內(nèi)完成50個(gè)雙腳同時(shí)踮起動(dòng)作，

則小明踮腳過(guò)程中克服重力做功的功率：。

答：（1）小腿肌肉對(duì)每只腳的拉力為200N；

（2）小明踮腳過(guò)程中克服重力做功的功率為30W。