试题

小明参加学校田径运动会的150m赛跑比赛，裁判员在终点用发令枪给小明发令并计时．思考并回答下列问题．
（1）小明应当（“看见冒烟”或“听见枪声”）起跑，理由是光速声速．起步跑动阶段，地面给他向前的摩擦力他受到的阻力．
（2）小明用刻度尺量出了跑道A的实际长度如图1所示，则该跑道的长度为m，该刻度尺的分度值为．当小明跑到终点时裁判员按下手中的停表，如图2所示，小明在跑步比赛中的平均速度为m/s．
（3）质量为50kg的小明在比赛过程中受到的阻力始终为他重力的0.2倍．
①假设小明在跑步过程中做匀速直线运动，计算他在跑步过程中的平均功率为多少？
②假如小明跑步时的功率随时间变化的图象如图3所示，则小明在第几秒跑步最快？最快速度为多少？

解：（1）当发令员发令时，光和声音同时向前传播，光速远远大于声速，人看到烟后要再经一段时间才能听到枪声，因此小明应当看到枪冒烟开始起跑，计时员也是看到枪冒烟开始计时的．起步跑动阶段，小明做加速运动，因此地面给他向前的摩擦力大于他受到的阻力．
（2）由图可见，刻度尺的示数是147.0m，分度值是1m，停表记录的时间是20s，因此小明的平均速度v=

s

t

=

147.0m

20s

=7.35m/s．
（3）①小明跑步过程中受到的阻力f=0.2G=0.2mg=0.2×50kg×10N/kg=100N；
小明做匀速直线运动，因此F=f=100N；
∴他在跑步过程中的平均功率P=Fv=100N×7.35m/s=735w．
②由图可见，小明在第12s时的功率最大P=900w，
∵P=Fv
∴v=

p

F

=

900w

100N

=9m/s
故答案为：（1）看见冒烟；大于；大于；
（2）147.0；1m；7.35；
（3）①小明在跑步过程中的平均功率为735w；
②小明在第12秒跑步最快，最快速度为9m/s．