Question

7．如圖所示是天安門廣場的巡邏警察騎著一種兩輪電動助力車（“風火輪”）巡邏的場景，若該電動助力車與警察的總質(zhì)量為75kg，車輪與地面的總接觸面積為0.04m²．求：
（1）行駛過程中，“風火輪”對地面的壓強有多大？
（2）若警察騎著“風火輪”勻速行駛50m用了10s，則“風火輪”的速度為多少？
（3）“風火輪”發(fā)動機的輸出功率為500W，則在勻速行駛過程中“風火輪”所做的功是多少焦耳？
（4）在勻速行駛過程中，“風火輪”所受的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）“風火輪”對地面的壓力等于該電動助力車與警察的總重力，利用G=mg求出重力，再利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強；
（2）利用v=$\frac{s}{t}$計算“風火輪”的速度；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$計算在勻速行駛過程中“風火輪”所做的功；
（4）根據(jù)W=Fs求出牽引力，再根據(jù)二力平衡得出阻力．

解答 解：（1）行駛過程中，“風火輪”對地面的壓力：F=G=mg=75kg×10N/kg=750N，
對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{750N}{0.04{m}^{2}}$=1.875×10⁴Pa；
（2）“風火輪”的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{50m}{10s}$=5m/s；
（3）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得，在勻速行駛過程中“風火輪”所做的功：W=Pt=500W×10s=5000J；
（4）根據(jù)W=Fs可得，牽引力F=$\frac{W}{s}$=$\frac{5000J}{50m}$=100N，
在勻速行駛過程中，“風火輪”所受的阻力f=F=100N．
答：（1）行駛過程中，“風火輪”對地面的壓強為1.875×10⁴Pa；
（2）“風火輪”的速度為5m/s；
（3）在勻速行駛過程中“風火輪”所做的功是5000J；
（4）在勻速行駛過程中，“風火輪”所受的阻力是100N．

點評 此題考查重力、壓強、速度和功的計算，同時考查功率公式的應用、二力平衡條件及其應用，解答此題的關鍵：一是公式的熟練運用；二是知道“風火輪”對地面的壓力等于該電動助力車與警察的總重力．