Question

【题目】快步行走是现在流行的一种健身方式，为量化健身效果，行走时人往往佩戴记录器。如图中是小军爸爸锻炼时随时携带的计步器，由于佩戴前要提前输入锻炼者的身高和步幅，所以小军考虑计步器应该是根据人们行走时候重心的高度变化次数来记录行走的步数。

(1)小军爸爸质量是70kg，行走时重心高度会变化5cm，请你计算小军爸爸每走一步要克服重力所做的功________；(g取10N/kg)

(2)某次锻炼小军爸爸行走了1.5h，行走步数记录在图中所示的计步器上，假设其步幅为60cm，则小军爸爸快步行走时的速度大约时多少________ ?

(3)小军爸爸这次锻炼时克服重力做功的功率大约是多少 _______?

(4)根据学过的物理知识，善于思考的小军认为行走时人们除了要克服重力做功外，还会因为____________________________________________________________消耗大量能量，所以行走时功率会更大。

Answer 1

【答案】 35J 1.1m/s 70W 见解析

【解析】（1）由G=mg知道，小军爸爸的重力是：G=mg=70kg×10N/kg=700N，

又因为行走时重心高度会变化5cm，所以，小军爸爸每走一步要克服重力所做的功：W=Gh=mgh=700N/kg×0.05m=35J

（2）由图知道行走的步数是10258，所以步行距离是：s=0.6m×10258=6154.8m，

则小军爸爸快步行走时的速度大约是：v=s/t=6154.8m/1.5×3600s≈1.1m/s；

（3）根据题意，重心高度每变化5cm所用的时间是：t′=1.5×3600s/10258≈0.5s，

所以锻炼时克服重力做功的功率是：P=W/t′=35J/0.5s=70W；

（4）人行走时除了要客服重力做功外，还会因为供人体各项生命活动（例如：四肢的运动要消耗能量，身体肌肉的收缩和拉伸要消耗能量，心脏推动血液循环要消耗能量；人体向外散热要消耗能量等）而消耗大量能量，即行走时功率会更大。