Question

4．體重為400N的小林騎自行車(chē)上學(xué)，在水平路面上勻速行駛．有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：

自行車(chē)凈重	200N
行駛時(shí)每個(gè)輪胎與地面的接觸面積	25cm2
輪胎承受的最大氣壓	2×105Pa
輪胎直徑	0.61m
勻速行駛過(guò)程中的總阻力	總重力的0.05倍

試求：
（1）在行駛過(guò)程中，小林蹬著車(chē)子前進(jìn)的力是多大？
（2）在5min內(nèi)騎行了1500m的路程．小林騎自行車(chē)行駛的速度為多少？
（3）行駛過(guò)程中，輪胎對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)題意求出勻速行駛過(guò)程中的總阻力，自行車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一道平衡力，根據(jù)二力平衡條件求出小林蹬著車(chē)子前進(jìn)的力；
（2）知道小林騎自行車(chē)行駛的路程和時(shí)間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出其速度；
（3）行駛過(guò)程中，輪胎對(duì)地面的壓力等于人和自行車(chē)的重力之和，受力面積為2個(gè)輪胎與地面的接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出輪胎對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）勻速行駛過(guò)程中的總阻力：
f=0.05（G_人+G_車(chē)）=0.05×（400N+200N）=30N，
因自行車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一道平衡力，
所以，小林蹬著車(chē)子前進(jìn)的力：F=f=30N；
（2）小林騎自行車(chē)行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1500m}{5×60s}$=5m/s；
（3）行駛過(guò)程中，輪胎對(duì)地面的壓力：
F′=G_人+G_車(chē)=400N+200N=600N，
受力面積：
S=2×25cm²=50cm²=5×10^-3m²，
行駛過(guò)程中，車(chē)輪對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{600N}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.2×10⁵Pa；
答：（1）在行駛過(guò)程中，小林蹬著車(chē)子前進(jìn)的力是30N；
（2）在5min內(nèi)騎行了1500m的路程．小林騎自行車(chē)行駛的速度為5m/s；
（3）行駛過(guò)程中，輪胎對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.2×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡條件和速度公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，計(jì)算各處要注意單位的換算．