Question

登山就是一個(gè)勇敢者的運(yùn)動(dòng)．五岳之首泰山的海拔為1500m，小華的質(zhì)量為60kg，他用了2.5h登上泰山頂，請(qǐng)問在這2.5h內(nèi)：
（1）小華克服重力所做的功是多少？
（2）小華克服重力做功的平均功率是多少？
（3）假如小華克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，在理論上可以消耗多少脂肪？（每千克脂肪提供的能量是1.8×10⁷J，可用q=1.8×10⁷J/kg表示，g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）知道人的質(zhì)量，利用重力公式求人體重，又知泰山的高度，再利用W=Gh求人克服重力所做的功；
（2）又知道做功時(shí)間，利用P=

W

t

求人克服重力做功的平均功率；
（3）由題知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，即Q=W，再利用Q=mq求消耗脂肪的質(zhì)量．

解答：解：（1）∵G=mg，
∴人的重力：
G=mg=60kg×10N/kg=600N，
人克服重力做的總功：
W=Gh=600N×1500m=900000J=9×10⁵J；
（2）人做功的平均功率：
P=

W

t

=

9×105J

2.5×3600s

=100W；
（3）由題知，人克服重力做功而消耗的能量只由脂肪提供，
即：Q=W=9×10⁵J，
∵Q=mq，
∴理論上消耗脂肪質(zhì)量：
m=

Q

q

=

9×105J

1.8×107J/kg

=0.05kg．
答：（1）人克服重力所做的功是9×10⁵J；
（2）人克服重力做功的平均功率是100W；
（3）在理論上可以消耗0.05kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了功和功率的計(jì)算，計(jì)算克服重力做功，選好公式W=Gh，除了知道重力大小以外，關(guān)鍵分析在重力方向上移動(dòng)的距離（做功的兩個(gè)必要的因素：作用在物體上的力及在力的方向上通過的距離）．