猎豹是优秀的“长跑运动员”,猎豹的心脏每跳一次输送2×10-4 m3的血液,其血压平均值为p0=3×104 Pa,心跳每分钟60次.猎豹在一天中有16 h是在跑跑停停之中,平均速度为v=20 m/s,其奔跑时克服的阻力平均为f=100 N,剩余的8 h为休息状态,而休息状态时消耗体能的功率为心脏输出功率的10倍.
(1)请估算猎豹心脏工作的平均功率;
(2)请估算猎豹一天所需的能量;
(3)照射到植物表面的太阳能量大约只有20%通过光合作用被植物吸收,经植物链后,其中约20%存于猎豹体内.请设计一个方案,测量某地区为保持一只猎豹的生存所需的绿色植物的最小面积.明确指出所要测量的量,给出测量方法,并给出所需植物面积S的表达式.
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解析:本题完全从实际出发,把物理原理寓于具体的问题中,培养估算能力、建模能力(把实际问题抽象成物理模型和数学模型)和实验设计能力.同时,该题也让我们认识到保护植被的重要性. (1)猎豹的心脏每跳一次输送的血液可以近似看成底面为S、长为L的长方体,心脏每跳一次,相当于把体积为V=S×L=2×10-4 m3的血液推出L的位移.心脏跳动一次做的功为: W=pS×L 所以,猎豹心脏工作的平均功率为:P= (2)猎豹一天消耗的能量: E=fvt+10 Pt=(100×20×16×3 600+6×10×8×3 600)J=1.2×108 J. (3)方案如下: ①测出当地每单位面积在单位时间内接收的阳光辐射能量E0,查出当地一年内平均光照天数t0; ②测量E0的方法:放一盆横截面积为S0、质量为m的水,测出时间T内其温度变化Δt,则单位时间单位面积的阳光辐射:E0= ③设需要的植物面积为S,则 SE0×20%×20%× 所以,需要的植物面积为:S= |
科目:高中物理 来源: 题型:
| A、跳水运动员在比赛时可看作质点 | B、求火车过桥所需时间时火车可看作质点 | C、地球绕太阳的公转可以看作质点 | D、研究长跑运动员的起跑动作时可将运动员看作质点 |
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科目:高中物理 来源: 题型:
在电视节目中我们常常能看到一种精彩的水上运动——滑水板,如图5-12所示.运动员在快艇的水平牵引力作用下,脚踏倾斜滑板在水上匀速滑行,设滑板是光滑的.若运动员与滑板的总质量为m=70 kg,滑板的总面积为S=0.12 m2,水的密度为ρ=1.0×103 kg/m3.理论研究表明:当滑板与水平方向的夹角(板前端抬起的角度)为θ时,水对板的作用力大小为N=ρSv2sin2θ,方向垂直于板面.式中v为快艇的牵引速度,S为滑板的滑水面积,求为了使滑板能在水面上滑行,快艇水平牵引滑板的最小速度.
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图5-12
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,在某次自由式滑雪比赛中,一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图所示,若斜面雪坡的倾角为θ,飞出时的速度大小为v0,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则( )
A.如果v0不同,则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同
B.不论v0多大,该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的
C.运动员落到雪坡时的速度大小是![]()
D.运动员在空中经历的时间是![]()
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