践行者初中物理力学典题详解第345题

9.(2018·山东淄博) 骨骼、肌肉和关节构成了人体的运动系统，最基本的运动都是肌肉牵引骨骼绕关节转动产生的，其模型就是杠杆．如图所示是踮脚时的示意图，人体的重力为阻力，小腿肌肉施加的拉力为动力．重600N的小明在1min内完成50个双脚同时踮起动作，每次踮脚过程中脚跟离开地面的高度是9cm．求：

（1）小腿肌肉对每只脚的拉力；

（2）小明踮脚过程中克服重力做功的功率．

解析:对此杠杆模型进行分析可知:

①支点O，

②阻力F2=G人=600N，

③阻力臂L2=8cm=0.08m，

④动力F1=F，

⑤动力臂L1=8cm+4cm=12cm=0.12m，

则由杠杆平衡条件可知:

F=F1=F2×L2/L1=600N×0.08/0.12=400N，

则小腿肌肉对每只脚的拉力

F'=F/2=400N/2=200N；

2由题意可知:

①F=400N，②t=1min=60s，

③n=50，④h=9cm=0.09m，

则P=nF×h/t

=50×400N×0.09m/60s

=30W。

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