（2014•滨江区一模）简单机械中的人体杠杆，给予人类行走与奔跑的能力，如图所示是人将双脚踮起时腿脚部的杠杆模型，F是小腿部肌肉群产生的动力，作用在A点，B点是重心，O点为支点

Question

（2014•滨江区一模）简单机械中的人体杠杆，给予人类行走与奔跑的能力，如图所示是人将双脚踮起时腿脚部的杠杆模型，F是小腿部肌肉群产生的动力，作用在A点，B点是重心，O点为支点（g取10N/Kg）
（1）请在图中画出力F的力臂．
（2）举重训练中，运动员需要在负重的情况下，不断将脚尖踮起、放平，假如运动员质量为50千克，肩上扛着总重为40千克的杠铃，不断地将脚尖踮起，放平．所受的重力可以看成是集中在B点．B点位于AO的中点，则此人将脚尖踮起时，肌肉（至少）需要产生多大的力？
（3）如果此人一分钟内能将脚尖踮起20次，每次踮起，脚跟离地10cm，则此人的小腿部肌肉群克服自身重力做功的功率是多少？

Answer 1

（1）反向延长F的作用线，过O点作F的垂线即为F的力臂L；如下图所示：

（2）由图可知，O为支点，所受的重力可以看成是集中在B点．B点位于AO的中点，由杠杆平衡条件可得：
F×L=G_总×(1)/(2)L，即F×L=（50kg+40kg）×10N/kg×(1)/(2)L，
解得F=450N；
（3）W=Gh=20×（50kg+40kg）×10N/kg×0.1m=1800J；
P=(W)/(t)=(1800J)/(60s)=30W．
答：（1）F的力臂如图所示；
（2）需要产生450N的力；
（3）此人的小腿部肌肉群克服自身重力做功的功率是30W．