Question

15．如圖所示，質(zhì)量為48kg的小華同學(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．假設(shè)自行車在行駛過程中受到的阻力為其體重的$\frac{1}{12}$．（g取10N/kg）求：
（1）在這段過程中，該同學(xué)所做的功率；
（2）若自行車質(zhì)量為12kg，車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對地面的壓強(qiáng)為多少．

Answer 1

分析 （1）先計(jì)算克服摩擦所做的功，再根據(jù)功率公式P=$\frac{W}{t}$出功率．
（3）知道質(zhì)量求出重力，壓力等于重力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$求出壓強(qiáng)．

解答 解：（1）小華的質(zhì)量m=48kg，
小華的重力：G=mg=48kg×10N/kg=480N，
小華克服自行車阻力對自行車向前的力：F=f=$\frac{1}{12}$G=$\frac{1}{12}$×480N=40N，
小華對自行車所做的功W=FS=40N×500m=20000J，
小華所做的功率p=$\frac{W}{t}$=$\frac{20000J}{100s}$=200W；
（2）自行車質(zhì)量m車=12kg
車胎對地面的壓力F_壓=G_總=（m+m_車）g=（12kg+48kg）×10N/kg=600N
車胎與地面總的接觸面積S_總=40cm²=4×10^-3m²
自行車對地面的壓強(qiáng)P=$\frac{{F}_{壓}}{{S}_{總}}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa．
答：（1）在這段過程中，該同學(xué)所做的功率為200W．
（2）若自行車質(zhì)量為12kg，車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對地面的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa．

點(diǎn)評 本題考查功率、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，應(yīng)注意的是計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，面積的單位應(yīng)為m²．