Question

5．9月22日是世界無車日，很多人都騎車上下班或上下學(xué)等．

（1）人停止蹬車時(shí)，自行車還能繼續(xù)前進(jìn)，這是由于車和人具有慣性．
（2）一位體重為50千克的中學(xué)生在大路上以4米/秒的速度勻速騎行，受到的阻力約為人和車總重的0.04倍（車的質(zhì)量約20千克），則他消耗的功率約為多少？（寫出計(jì)算過程）
（3）騎行的速度與攝氧量的關(guān)系如圖二所示．請(qǐng)結(jié)合圖二分析人體呼吸作用產(chǎn)生的能量與自行車獲得的機(jī)械能之間的大小關(guān)系？攝氧量會(huì)隨著騎車速度的增加而增加．

Answer 1

分析 （1）先分析自行車的原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后根據(jù)任何物體都有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)分析，停止用力蹬腳踏板時(shí)自行車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．
（2）已知人和車的質(zhì)量可求得其重力，然后可知受到的阻力，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求得他消耗的功率；
（3）人在騎車時(shí)，通過呼吸作用將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能，而動(dòng)能與速度有關(guān)，據(jù)此分析回答．

解答 解：（1）因?yàn)轵T自行車時(shí)，自行車是向前運(yùn)動(dòng)的，所以當(dāng)停止用力蹬腳踏板時(shí)，自行車由于慣性還要保持原來向前運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，故繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)．
（2）G_總=m_總g=（50kg+20kg）×10N/kg=700N，
受到的阻力f=0.04G_總=0.04×700N=28N，
因?yàn)閯蛩傩旭�，則F=f=28N，
他消耗的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=28N×4m/s=112W．
（3）人在騎車時(shí)通過呼吸作用將部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能（或機(jī)械能），當(dāng)騎車速度不斷增大時(shí)，呼吸作用加強(qiáng)，氧氣是呼吸作用的原料，因此攝氧量會(huì)隨著騎車速度的增加而增加．
故答案為：（1）慣性；（2）他消耗的功率約為112W；（3）攝氧量會(huì)隨著騎車速度的增加而增加．

點(diǎn)評(píng) 本題考查慣性、阻力、功率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)在第三問，認(rèn)真分析題意可以得出攝氧量隨著騎行速度的增加而增加的原因．