Question

小聰知道今年初中畢業升學體育考試必考中長跑、跳繩和實心球等三個項目后，每天進行體育鍛煉．質量為40kg的他經過一段時間的刻苦訓練后．對自已進行了粗略的測試：實心球投擲超過10m，跳繩l分鐘能跳l50次以上，并且能沿200m的跑道用5m/s的速度勻速跑5圈以上．（以下運算g取10N/kg）
（1）小聰在進行實心球訓練中感覺很累，能量消耗很大，那么他每次將實心球用力擲出的過程中（球從靜止開始到離開手），人的化學能轉化為實心球的______能．
（2）小聰雙腳站立，雙手將質量為2kg的實心球舉起準備投擲時，對水平地面的壓強是多少？（假設小聰單腳與地面的接觸面積為l50cm²）
（3）若小聰跳繩過程中，每次跳起高度約5cm，那么他每跳一次需克服重力做功大約多少焦？若他跳一次用時0.4s，則他做功的功率為多大？
（4）體育老師對小聰說：“在正式考試時，只要你能保持粗測成績，一定會獲得l000m中長跑項目的滿分”，那么，請你計算并對照2011年初中華業升學體育考試評分標準（如下表），判斷體育老師的說法是否可信？
2011年初中畢業升學體育考試評分標準（節選）

分值	男  生
	1000m （分，秒）	跳繩 （次）	實心球 （m）
10	3’35”	175	10.35
9.5	3’38”	160	9.90
9.0	3’50”	145	9.45
…	…	…	…
…	…	…	…

Answer 1

【答案】分析：①人對外做功消耗化學能；物體由靜到動獲得機械能．
②利用公式p=F/S，計算壓強．注意此時壓力大小為人的重力和球的重力大小之和，受力面積為兩只腳站立時兩只腳底的面積．
③利用公式W=FS=mgh來計算克服重力所做的功；利用公式P=W/t來計算功率的大小．
④方法一：知道小聰跑步的速度且速度均勻，可以計算出小聰跑1000m所用的時間，然后跟評分標準中滿分的時間相比較．
方法二：根據評分標準中滿分的成績，計算出獲得滿分的速度，然后跟小聰的速度相比較．
解答：解：（1）人對球做功，球獲得速度飛出去，人消耗體內的化學能轉化為球的機械能．
故答案為：機械
（2）人和球對地面的壓力F=G₁+G₂=m₁g+m₂g=40kg×10N/kg+2kg×10N/kg=420N
受力面積S=2×1.5×10^-2m²=3×10^-2m²
∴小聰雙腳站立投擲時，對水平地面的壓強：
p===1.4×10⁴Pa
答：小聰雙腳站立投擲時，對水平地面的壓強為1.4×10⁴Pa．
（3）他每跳一次需克服重力做功大約：
W=Fs=mgh=40kg×10N/kg×5×10^-2m=20J
他做功的功率為：P===50W
答：他每跳一次需克服重力做功大約20J，他做功的功率為50W．
（4）方法1：t===200s＜215s
所以，老師的說法是可信的．
方法2：V==≈4.7m/s＜5m/s
所以，老師說法是可信的．
點評：本題利用生活中一實例，考查了多方面的知識，要求學生對物理知識有一個全面的了解并能學以致用．讓學生體會到物理不僅是有趣的，還是有用的．注意壓強用小寫字母p表示，功率用大寫字母P表示．