Question

17．自行車是許多人喜歡的交通和健身工具．如圖所示，體重為600N的小明，騎著它勻速行駛3km用時(shí)10min，若行駛過程中受到的阻力為20N，與地面接觸面積為1×10^-2m²，自行車重為200N．問：
（1）小明在10min內(nèi)騎行的速度是多少？
（2）騎行時(shí)，自行車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）小明騎行時(shí)的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知汽車的路程和時(shí)間，利用速度公式v=$\frac{s}{t}$求出自行車行駛的速度；
（2）騎車時(shí)，對(duì)地面的壓力等于小明和自行車的總重力，根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$求出自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）自行車做勻速運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，根據(jù)公式W=Fs求出該同學(xué)做的功，再根據(jù)功率公式P=$\frac{W}{t}$求出做功的功率．

解答 解：（1）路程s=3km=3000m；
自行車行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3000m}{10×60s}$=5m/s；
（2）自行車對(duì)地面的壓力：
F′=G+G_車=600N+200N=800N，
自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{800N}{1×{10}^{-2}{m}^{2}}$=8×10⁴Pa；
（3）因自行車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，
所以，牽引力F=f=20N，
則該同學(xué)做的功：
W=Fs=20N×3000m=6×10⁴J，
該同學(xué)做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{10×60s}$=100W．
答：（1）小明在10min內(nèi)騎行的速度是5m/s；
（2）騎行時(shí)，自行車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是8×10⁴Pa；
（3）小明騎行時(shí)的功率是100W．

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；解題過程中要注意單位的換算．