Question

14．某牌子的自行車質(zhì)量是60kg，若運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50kg，車輪總接觸地面的面積100cm²，勻速行駛受到的平均阻力是自行車重力的0.1倍，在半小時(shí)內(nèi)自行車勻速行駛了3.6公里．
（1）自行車行駛速度多少？
（2）那么自行車行駛在水平公路時(shí)，整車對地面的壓強(qiáng)是多大？
（3）自行車行駛時(shí)運(yùn)動(dòng)員對自行車做功的功率是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知行駛的路程和所用的時(shí)間，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$可求騎車勻速行駛時(shí)的速度；
（2）車輪對地面的壓力等于車和人的重力，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求車輪對地面的壓強(qiáng)；
（3）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力，然后利用P=Fv可求得功率．

解答 解：（1）自行車行駛路程：s=3.6km，自行車行駛時(shí)間：t=0.5h，
騎車勻速行駛時(shí)的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3.6km}{0.5h}$=7.2km/h=7.2×$\frac{1}{3.6}$m/s=2m/s；
（2）行駛過程中，車輪對地面的壓力：F=G_總=m_總g=（60kg+50kg）×10N/kg=1100N；
行駛過程中，車輪對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1100N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.1×10⁵Pa；
（3）運(yùn)動(dòng)員對自行車提供的動(dòng)力：F_動(dòng)=f=1.0G_總=0.1×1100N=110N：
小明同學(xué)騎自行車的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F_動(dòng)v=110N×2m/s=220W．
答：（1）自行車行駛速度是2m/s；
（2）那么自行車行駛在水平公路時(shí)，整車對地面的壓強(qiáng)是1.1×10⁵Pa；
（3）自行車行駛時(shí)運(yùn)動(dòng)員對自行車做功的功率是220W．

點(diǎn)評 本題考查速度、壓強(qiáng)、功、功率的計(jì)算，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，還要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．