Question

17．如圖所示，質(zhì)量為48kg小華同學(xué)騎著一輛自行車在平直公路上勻速運(yùn)動(dòng)500m，所用時(shí)間為100s．若自行車的質(zhì)量為12kg，假設(shè)自行車在行駛過程中受到的阻力為人和車總重的$\frac{1}{12}$．求：
（1）自行車行駛的速度；
（2）在這段過程中，人與自行車構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)受到幾個(gè)力的作用，每個(gè)力的大小和方向分別如何？（只作答，不要求寫出計(jì)算過程）并在圖中畫出這些力的示意圖；
（3）若車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對(duì)地面壓強(qiáng)為多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$計(jì)算車的行駛速度；
（2）自行車在平直公路上勻速運(yùn)動(dòng)，由此對(duì)它進(jìn)行受力分析，并畫出其受力示意圖；
（3）水平面上的物體對(duì)水平面壓力大小等于物體重力，由p=$\frac{F}{S}$計(jì)算車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；

解答 解：
（1）自行車行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500m}{100s}$=5m/s；
（2）由題知，自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以自行車受到豎直向下重力和地面的對(duì)它豎直向上的支持力是一對(duì)平衡力，
F_支=G=mg=（12kg+48kg）×10N/kg=600N，
自行車在水平方向受的向左的牽引力與地面對(duì)它向右的阻力是一對(duì)平衡力，
F=f=$\frac{1}{12}$G=$\frac{1}{12}$×600N=50N，
受力示意圖如圖所示：

（3）車對(duì)水平地面壓力F=G=600N，
車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{40×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）人與自行車構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)受到四個(gè)力作用，豎直向下重力和地面的對(duì)它豎直向上的支持力都為600N，水平向左的牽引力與地面對(duì)它水平向右的阻力都為50N；示意圖見上；
（3）該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對(duì)地面壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查速度、壓強(qiáng)的計(jì)算以及對(duì)平衡力的認(rèn)識(shí)和理解、力的示意圖的作圖，掌握基礎(chǔ)知識(shí)，正確理解題意即可解題，還要注意計(jì)算中各物理單位要統(tǒng)一．