随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力”．某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表”

Question

随着环保节能意识的增强，自行车重新成为短途出行的重要交通工具，它不仅能保护环境，节约能源，而且相比走路感觉更“省力”．某同学想通过简单的器材，包括“台秤、卷尺和秒表”，验证是否“省力”．他认为是否“省力”需比较同等条件下人所消耗的能量多少．
（1）步骤一：估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E₁．他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功，运用上述器材，他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d”；运用上述物理量符号可得E₁=

(mgs(L−√(L2−(d2)/(4))))/(d)

(mgs(L−√(L2−(d2)/(4))))/(d)

（写表达式）
（2）（单选题）一个体重为60kg普通高中男生，步行100米，消耗能量约______
A.8J       B.80J        C.800J        D.8000J
（3）步骤二：估测一个人骑自行车沿直线前进距离s所消耗的能量E₂．他假定人骑自行车前进时阻力不变．他测量了“人和车的总质量M，骑车匀速前进距离s₁和对应的时间t”，他还可以测______（写出一个物理量及相应符号），运用上述物理量符号可得E₂=

(Ms12s)/(2s2t2)

(Ms12s)/(2s2t2)

（写表达式）．最后比较E₁和E₂，即可验证是否“省力”．

Answer 1

（1）、根据题意如图，设人直立时重心高l，迈步时的重心高√(l2−(d2)/(4))，则人的重心变化高度为l−√(l2−(d2)/(4))

则人的重心变化次数为(s)/(d)，根据能量守恒，克服重力做的功，即行走消耗的能量  E₁=(mgs(L−√(L2−(d2)/(4))))/(d)
（2）、代入数据，解得  E₁=8000J  
故选：D　
（3）、骑车匀速前进的速度为：v=(s)/(t)，停止蹬车后，人和自行车滑行过程，由动能定理得，-fs₂=0-(1)/(2)mv²
全程动能定理得，-f（s+s₂）=0-0
根据能量守恒，E₂．等于克服摩擦力做的功，即E₂．=f（s+s₂）
联立解得  E₂=(Ms12s)/(2s2t2)
代入数据，E₁＞E₂，故省力．
故答案为：（1）(mgs(L−√(L2−(d2)/(4))))/(d)，（2）D（3）停止蹬车后人和自行车滑行的距离s₂ (Ms12s)/(2s2t2)