估测人行走时克服重力做功的功率.pdf

33卷第 1l期 物 理 教 学 Vr)J．33N (】．1] 2011年 11月 PHYSICSTEACH IN( NOV．2()11 估测人行走时克服重力做功的功率 杨光喜 (宁南中学 四川 615400) 一 这是教科版 《物理》(必修二)第 67页发展空问上 的内容。 么支持力会没做功呢?其实，公式 W 二= 巾的位移 是指 由于涉及人走路中的很多问题学生并不一定都能正确 力的作用点发生的位移 ，这个位移不 一定等于物体运动 的位 地分析和理解 ，于是，我首先引导学生对人在行走 中的受力 移 。人走路时发生 的位移就不是静摩擦力的作用点或支持 情况和各力做功的情况作 了详细的分析。 力的作用点移动的位移 ，所 以我们不能认为静摩擦力 (或支 童 持力)做功就等于静摩擦力(或支持力)乘 以人行走过程 中沿 一 、 受力情况 静摩擦力 (或支持力)方 向的位移 !大【j为地面对人 的支持力 1．走路 时人 受几个力 和静摩擦力都是作用在人 的脚底板上 的，而地面在对人产生 我们在走路 的过程 中，任何时候都有一只脚与地面接触 支持力和静摩擦力 的过程 中，人 的脚底板相对地面 (排 除脚 (排除跳跃的情况)，所 以人受到重力 mg、地面的支持力 N 踩滑 的情况)是没有移动 的，即这两个力的作用 点都没有发 和地面的摩擦力 _，i个力作用 ，如 图 1所示 。图 1中我将支 生位移 。实际 L，人在走路 的过程 ，是通过人体各部分肌 肉 持力画到 了人 的重心上 (实际上此力的作用点应该在脚上 的 之间的收缩和扩张来对 自己做功的，而肌 肉之间的收缩和扩 鞋底板上)，而摩擦力却画在 了实 张要消耗我们体内的化学能。同理，我们在跳高时起跳过程 Ⅳ ^ 际的位置上 。我们在走路时，由 地面对人的支持力也没有做功，人从高处跳下从与地面接触 于脚与地面接触的过程 中脚底相 到人最终停下过程，地面对人的支持力也没有做功 。 对地面是静止 的，且人 的脚是在 三 、估测人在行走 时克服重力做功的功率 向后蹬地面 ，相对地面有 向后滑 的趋势，所 以地面对人 (脚底)的 走路时，不管是慢走(散步)、止常速度走或快 (急)走，时 摩擦力为向前的静摩擦力 。 图l 间稍走长～点我们都会感觉到累，这是为什么呢?这是因为 2．走路时人与地球(或地面)有几对相互作用力 在走路 的过程中，人的重心位置在不断地变化 。当人在水平 根据上面的受力分析和物体 问力的作用是相互的，所 路面上行走u、f，人的重心总是反复的 L、下移动，重心上升过 以，我们在走路时，与地球(地面)之间有j对相互作用力 ，即 程重力对人做负功，重心下降过程重力对人做止功 。从总体 地球吸引人(重力)与人吸引地球 ，地面支持人与人压地面， 上来看 ，人在水平路面 行走过程中，重力对人做 的总功等 地面对人的摩擦力和人对地面的摩擦力。实际上，无论是用 于零 ，但每走一步都要克服重力做功 !那么，人们在行走时 两脚行走的人或动物 ，也无论是用四脚行走的牛、羊，甚至是