2018年九年級(jí)物理上冊(cè) 第十一章《機(jī)械功與機(jī)械能》測(cè)量體育項(xiàng)目中的功率 （新版）粵教滬版

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1、測(cè)量體育項(xiàng)目中的功率今年，我市將跳繩納入到了體育中考項(xiàng)目，跳繩的要求是：跳繩者先將繩的長(zhǎng)短調(diào)至適宜長(zhǎng)度，聽(tīng)到電子儀器發(fā)出開(kāi)始信號(hào)后開(kāi)始跳繩，動(dòng)作規(guī)格為正搖雙腳跳繩，每跳躍一次且搖繩一回環(huán)(一周圈)為一次。聽(tīng)到電子儀器發(fā)出結(jié)束信號(hào)后停止，電子儀器自動(dòng)計(jì)數(shù)跳繩者在1min內(nèi)完成跳繩次數(shù)。1min女生跳150個(gè)、男生跳130個(gè)為滿分。曉東所在的學(xué)校從八年級(jí)就開(kāi)始跳繩的訓(xùn)練，學(xué)習(xí)功率之后，小組同學(xué)想測(cè)量一下每個(gè)人跳繩時(shí)的功率，下面是他們的實(shí)驗(yàn)及分析過(guò)程：圖1他們首先分析：跳繩的過(guò)程中有人體上升和人體下降兩個(gè)階段，其中上升階段是人體在克服重力做功，下降階段是重力對(duì)人體做功的過(guò)程。因?yàn)橐獪y(cè)量人體做功的功率

2、，那就是克服重力做功的功率，根據(jù)功率的定義式P=W/t可知，需要用秒表來(lái)確定跳繩的1min時(shí)間，而跳繩做的功無(wú)法直接測(cè)量，需利用公式W=Gh計(jì)算，重力G也無(wú)法直接測(cè)量，只能通過(guò)G=mg計(jì)算得出，因此需要測(cè)量人的質(zhì)量，他們先用磅秤測(cè)出章麗的質(zhì)量為40kg。接著在章麗跳繩過(guò)程中，通過(guò)相關(guān)的測(cè)量，他們描繪了章麗在這次跳繩時(shí)重心移動(dòng)的高度h隨時(shí)間t變化的圖象（如圖1）。接著進(jìn)行分析：從圖象可看出，因?yàn)樘K是一項(xiàng)間歇性的運(yùn)動(dòng)，章麗每跳一次所用的時(shí)間為t=0.4s，而不是0.25s，可計(jì)算出1min內(nèi)章麗跳繩的次數(shù)n=60s/0.4s=150次，可獲得滿分；通過(guò)重力公式G=mg算出章麗的重力G=40kg1

3、0N/kg=400N，章麗每次跳起的高度為h=4cm=0.04m，利用功的公式W=Gh計(jì)算出章麗每跳一次克服重力所做的功W=Gh=400N0.04m=16J，則1min內(nèi)克服重力做的功為W=nW=15016J=2400J；最后根據(jù)功率的定義式P=W/t算出克服重力所做的功率P=W/t=2400J/60s=40W。圖2引體向上也是體育中考的備選項(xiàng)目（如圖2），要求是：從考生雙手握杠開(kāi)始，到雙手離杠為結(jié)束?？荚嚂r(shí)，考生要雙手正握杠，身體呈靜止直臂懸垂。完成一次引體向上，要求兩臂向上引體至下腭越過(guò)橫杠上緣，后恢復(fù)直臂懸垂為一次，否則不計(jì)次數(shù)。小組決定粗略地測(cè)算李銘在單杠上做引體向上的功率，因?yàn)橐w向

4、上也是克服自身重力做功的，所以必須用體重計(jì)測(cè)量出人體的重力或用磅秤測(cè)出李銘的質(zhì)量；要知道每次人體上升的高度，需要使用刻度尺測(cè)量，他們用刻度尺量出李銘握拳時(shí)手臂的長(zhǎng)度。因連續(xù)完成多個(gè)引體向上動(dòng)作需要的時(shí)間要用秒表測(cè)量，他們想由于人的體質(zhì)不同，應(yīng)該規(guī)定拉上去的次數(shù)，再記錄時(shí)間。下表是小組同學(xué)記錄了李銘引體向上過(guò)程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，請(qǐng)幫他們?cè)诳崭裉幯a(bǔ)上相應(yīng)的數(shù)據(jù)。（取g=10N/kg）臂長(zhǎng)l/cm質(zhì)量m/kg拉上去次數(shù)克服重力所做的總功W/J時(shí)間t/sP/W60501025圖3而在每次訓(xùn)練中，男生們都喜歡做幾個(gè)俯臥撐（如圖3），認(rèn)為做俯臥撐可以增加臂力，鍛煉胸肌。做俯臥撐的要求是：雙手支撐身體，雙臂垂直

5、于地面，兩腿向身體后方伸展，依靠雙手和兩個(gè)腳的腳尖保持平衡，保持頭、脖子、后背、臀部以及雙腿在一條直線上；然后兩個(gè)肘部向身體外側(cè)彎曲，身體降低到基本靠近地板。收緊腹部，保持身體在一條直線上，持續(xù)一秒鐘，然后雙肘向兩側(cè)分開(kāi)，慢慢伸直你的手臂，恢復(fù)原狀。怎么樣測(cè)量男生們俯臥撐的功率，章麗陷入了思考。她在草稿紙上列了一個(gè)簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)清單：1.實(shí)驗(yàn)原理： ；2.測(cè)量器材：秒表、 、磅秤；3.需要測(cè)量的數(shù)據(jù)（用漢字和字母表示）：做俯臥撐的時(shí)間t、 、男生的質(zhì)量m；4.功率的表達(dá)式（用測(cè)量出來(lái)的字母表示）： 。由于時(shí)間緊迫，章麗未能完成測(cè)量，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也只寫了一部分，請(qǐng)你幫她把實(shí)驗(yàn)報(bào)告中的幾個(gè)空格完善一下。參考答案：3000 120 P=W/t 刻度尺 重心上升的高度h P=mgh/t2