Question

19．一市民以5米/秒的速度沿平直道路勻速騎行10分鐘（如圖甲），若該市民的體重為53千克，自行車重約17千克，公共自行車勻速行駛時(shí)所受的阻力是人與車總重的0.05倍．請(qǐng)回答下列問題
（1）在行駛過程中，公共自行車所做的功多大？
（2）若輪胎與地面接觸總面積是100厘米²，則公共自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？
（3）如圖乙是騎行者騎行速度與攝氧量的關(guān)系圖．根據(jù)圖象：隨著騎行速度的增加，人體的攝氧量如何變化？請(qǐng)分析說明理由．

Answer 1

分析 （1）已知騎行的速度和時(shí)間，利用s=vt可求得路程，根據(jù)阻力是人與車總重的0.05倍可求得阻力，因?yàn)閯蛩傩旭�，牽引力等于阻力，再利用W=Fs可求得公共自行車所做的功；
（2）公共自行車對(duì)地面的壓力等于其總重力，再利用壓強(qiáng)公式求解．
（3）根據(jù)能量守恒定律，從呼吸作用需要消耗氧氣來分析即可．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，s=vt=5m/s×10×60s=3000m，
f=0.05G_總=0.05×（m_人+m_車）g=0.05×（53kg+17kg）×10N/kg=35N，
因?yàn)閯蛩衮T行，所以F=f=35N，
W=Fs=35N×3000m=1.05×10⁵J；
（2）F=G_總=（m_人+m_車）g=（53kg+17kg）×10N/kg=700N，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa，
（3）隨著騎行速度的增加，人體的攝氧量不斷增加．理由：騎行速度越快，人和車的機(jī)械能越大，根據(jù)能量守恒定律，所需人體的化學(xué)能越大，而人體的化學(xué)能來自呼吸作用．呼吸作用需要消耗氧氣，因此攝氧量會(huì)增加．
答：（1）在行駛過程中，公共自行車所做的功為1.05×10⁵J；
（2）若輪胎與地面接觸總面積是100厘米²，則公共自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為7×10⁴Pa，
（3）隨著騎行速度的增加，人體的攝氧量不斷增加．
理由：騎行速度越快，人和車的機(jī)械能越大，根據(jù)能量守恒定律，所需人體的化學(xué)能越大，而人體的化學(xué)能來自呼吸作用．呼吸作用需要消耗氧氣，因此攝氧量會(huì)增加．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到重力，壓強(qiáng)，功的計(jì)算，難度不大，明確靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于其重力，是解答此題的關(guān)鍵．