搜搜考试网（2013•桂林）阅读下列材料，并解答问题：
来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/07/27 11:14:41
（2013•桂林）阅读下列材料，并解答问题：现代人提倡“低碳生活”，某公司发明了一种走路时能发电并充电的鞋子--充电鞋，这种鞋的后跟鞋装有一个小型涡轮发电机．行走时利用脚跟下落时对鞋跟的下压力压缩鞋跟做功，使小型涡旋转发电，并能给手机、MP3等充电．
如图所示，是一名质量为60kg的成年人走路时提起脚跟的示意图，O点是脚尖与鞋底面的接触点，F1为人抬脚时提起脚跟的力，F2的大小等于人的体重，OA=20cm，AB=5cm．每次脚跟下落时，脚跟对鞋跟的下压力F为F1的1.2倍，并向下压缩鞋跟0.5cm．若人步行时平均步距为50cm，充电鞋发电并充电的效率为15%．
利用充电鞋给标有“3.6V 1000mAh”耗尽电能的手机电池充电，人至少要行走多远的距离？（1000mAh是1000mA的电流供电时能持续工作1h）
人的重力G=mg=60kg×10N/kg=600N，
由题意知：F2=G=600N，OB=OA+AB=20cm+5cm=25cm，
由杠杆平衡条件得：F1OB=F2OA，
即：F1×25cm=600N×20cm，则F1=480N，
脚跟对鞋跟的压力F=1.2F1=1.2×480N=576N，
人落脚一次压力F所做的功：W1=Fs=576N×0.005m=2.88J，
手机充满电所需能量W=UIt=3.6V×1A×3600s=12960J，
人走路时需要做的功W总=
W
η=
12960J
15%=8.64×104J，
人每走50cm=0.5m做功2.88J，则做8.64×104J的功需要行走的距离：
s=
W总
W1×0.5m=
8.64×104J
2.88J×0.5m=1.5×104m；
答：人至少行走1.5×104m．
由题意知：F2=G=600N，OB=OA+AB=20cm+5cm=25cm，
由杠杆平衡条件得：F1OB=F2OA，
即：F1×25cm=600N×20cm，则F1=480N，
脚跟对鞋跟的压力F=1.2F1=1.2×480N=576N，
人落脚一次压力F所做的功：W1=Fs=576N×0.005m=2.88J，
手机充满电所需能量W=UIt=3.6V×1A×3600s=12960J，
人走路时需要做的功W总=
W
η=
12960J
15%=8.64×104J，
人每走50cm=0.5m做功2.88J，则做8.64×104J的功需要行走的距离：
s=
W总
W1×0.5m=
8.64×104J
2.88J×0.5m=1.5×104m；
答：人至少行走1.5×104m．