急!在线等.初三物理,功率有关.谢谢!假设美洲豹的心脏每跳动一次能输送出的血液2x10(的-4次方)【密度等同水处理】,其血压(可近似当作输送血液的压强)的平均值为3x10(的4次方)Pa.又假设美洲豹心跳约每分钟75次,则该美洲豹心脏工作的平均功率为多少瓦?求过程.

问题描述:

急!在线等.初三物理,功率有关.谢谢!
假设美洲豹的心脏每跳动一次能输送出的血液2x10(的-4次方)【密度等同水处理】,其血压(可近似当作输送血液的压强)的平均值为3x10(的4次方)Pa.又假设美洲豹心跳约每分钟75次,则该美洲豹心脏工作的平均功率为多少瓦?
求过程.

输出血液2x10(的-4次方)的单位是什么?由于你没注明,我就当做是体积L了。
1L=10^-3 m³
W=pV=3x10^4x2x10^-4x10^-3=0.006 J
P=W/t=(75x0.006)/60=7.5x10^-3 w
W—功(p),P—功率(w),t—时间(s),V—体积(m³)

我们考虑用活塞在一个圆柱形的容器里推动液体进入另一个压强为P的容器,设活塞截面积为s,行程为L,则活塞压力为:F=P*S,活塞做功为:FL=P*S*L=P*V
因此美洲豹心脏每跳动一次做功就是 2*10^(-4) * 3*10^4=6J
每分钟跳75次,因此功率=6*75/60=7.5W

假设血管截面积为S (m^2),则每次相当于推送血液的距离为 L=2x10^-4 (m^3)/S(m^2)
则压力为 F=p*S
心脏跳动一次做功 W1=F*L=p*S*L=(3*10^4 pa)*S (m^2)*(2x10^-4 (m^3)/S(m^2))
=6 J
一分钟做功 W=75*6J=450J
功率 P=W/t=450W/60s=7.5 W