體育活動中人做功問題

沈森林　陳銀潭

體育活動是學校教育教學活動中的一個重要組成部分.近年來，體育活動中人做功的有關問題已成為中考中一道亮麗的風景.這符合新課標“從生活走向物理，從物理走向社會”的要求.它能準確地考查同學們的觀察能力、邏輯思維能力、創新能力和解決實際問題的能力.

1.人是否做功的判斷

做功的兩個必要因素是判斷是否對物體做功的根本依據，只有準確地理解它的內在含義才能正確地進行判斷.

例1 舉重運動員在比賽時，第一階段把杠鈴拿起來并舉過頭頂，第二階段使杠鈴在空中靜止3s，關于運動員對杠鈴做功的情況，下列說法中正確的是（ ）.

A.在第一階段做功

B.在第二階段做功

C.在兩個階段都做功

D.在兩個階段都沒有做功

解析 有力作用在物體上且在力的方向上移動了距離，則力對物體做了功，如果有力作用在物體上，但是物體沒有在力的方向上移動距離，則力對物體沒有做功.由此可見運動員對杠鈴在第一階段做功，在第二階段沒有做功.正確答案是A.

例2 一個運動員用了120N的力，將一個4N的足球踢到了25m的遠處，在足球滾動的過程中，運動員對足球做功的情況，下列說法中正確的是（ ）.

A.做功300J

B.做功100J

C.沒有做功

D.做了功，但條件不足無法計算做功的多少

解析 功的第一要素是作用在物體上的力，它要求在物體移動的同時，力持續作用在物體上，而不是曾經作用在物體上.用水平力F將足球踢出，足球在水平地面上滾動了一段距離s，這里的F、s看起來符合做功的兩個必要因素，其實不然.F只是踢球的瞬間作用在足球上，而足球離開腳滾動時腳沒有跟蹤追擊，所以在滾動的過程中，腳對足球沒有做功，而腳在踢足球的全過程中，腳對足球做了功，但因為腳踢足球隨足球移動的距離無法計算，所以運動員對足球做了功，但條件不足無法計算做功的多少.正確答案是C.

2.功和功率的計算

根據常識以及所給的信息（圖片，文字，數據）等，尋求問題的思路，對人的做功問題進行估算，這類題看似簡單，其實對同學們的要求很高.常見的類型有以下幾種情況：①估測人的質量；②估測人運動的距離；③估測人運動的速度；④估測人做功的時間.通過上述物理量中的一個或幾個進行的估測從而估算人做功的多少和功率的大小.

例3 某初三學生以正常速度從一樓登上三樓，他登樓的功率最接近于（ ）.

A.5W B.50W C.500W D.5000W

解析 要估算這個學生登樓時的功率，必須知道人的質量估為50kg，正常登樓的速度約為1.2m/s，根據公式P=W/t=Gh/t=mgv代入數據可估算人登樓的功率為600W.正確答案是C.

例4 在中考體育測試中某同學選擇了跳繩，他在1min內跳了120次，假設他每次跳離地面的高度相同，每跳一次所用的時間相同，則他跳繩的功率最接近（ ）.

A.5W B.50W C.500W D.5000W

解析 要估算這個學生跳繩時的功率，必須知道人的質量約為50kg，人每跳離地面的高度約為5cm，根據公式P=W/t=Gh/t=mgh/t計算，正確答案是B.

3.測人做功與功率的實驗設計

例5 在學習了功率的知識后，三個同學想比較爬桿時誰的功率大，請設計出三種不同的方案.

解析 方案一：用相同的時間爬桿，測出各人的體重和爬上桿的高度，可比較功率的大小；方案二：都爬到桿頂，測出各人的體重和爬上桿用的時間，可比較功率的大小；方案三：爬桿后，測出各人的體重和爬上桿用的時間和爬上桿的高度，可比較功率的大小.