Question

8．小剛是位自行車運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者，每天都騎車上學(xué)．如圖所示，他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(guò)程中受到的阻力為120N，請(qǐng)你解答：
（1）自行車行駛的速度是多大？
（2）在這段過(guò)程中．小剛做功的功率是多大？
（3）若小剛和自行車的總質(zhì)量為60kg，每個(gè)車胎與地面的接觸面積為20cm²，則小剛騎車時(shí)．自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

分析 （1）已知騎車的路程和時(shí)間，利用速度公式 v=$\frac{s}{t}$計(jì)算騎車速度；
（2）自行車做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力；根據(jù)公式W=Fs先計(jì)算騎車所做的功，再根據(jù)功率公式 P=$\frac{W}{t}$計(jì)算出功率；
（3）知道小剛和自行車總質(zhì)量求出重力，自行車對(duì)地面的壓力等于自身的重力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式 p=$\frac{F}{S}$求自行車對(duì)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）自行車勻速運(yùn)動(dòng)，受平衡力的作用，
所以，動(dòng)力：F=f=120N；
小剛騎車做功：W=Fs=120N×500m=6×10⁴J，
小剛同學(xué)騎車的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{100s}$=600W；
（3）自行車與地面的接觸面積，即受力面積：S=2×20cm²=40cm²=4×10^-3m²，
自行車對(duì)地面的壓力：F′=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa．
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）在這段過(guò)程中，該同學(xué)做功功率為600W．
（3）自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查速度、做功、功率、壓強(qiáng)等的計(jì)算，本題關(guān)鍵：一是公式及其變形的靈活運(yùn)用，二是知道物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力；解題過(guò)程中要注意單位的換算．