人的心脏跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压

人的心脏跳一次大约输送8×10-5m3的血液,正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值约为1.5×104 Pa,心跳约每分钟70次,据此估测心脏工作的平均功率.

答案

解析:本题要求心脏工作的平均功率,关键是求心脏所做的功,而功等于力乘以位移,即等于压强乘以体积,由此切入,便可求解.求心脏做功,应该首先知道心脏每次跳动所花的时间以及每一次所做的功,即每次输送血液过程做的功,可以将每次输送血液简化成气缸——活塞模型.

设血管为一根平放的直管,横截面积为S,心脏每工作(跳动)一次,压送血液的平均作用力为F,压强为P,发生的位移为L,血液量体积为V,则心脏做功为W=FL=(PS)L=PV即心脏每跳一次所做的功,等于血压与心脏每跳一次输送的血液量的乘积.

=1.5×104×8×10-5J=1.2 J

因心跳约每分钟70次,故每分钟心脏压送血液所做的功为W=70×1.2 J

心脏工作的平均功率为.

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