Question

9．“綠色出行，低碳生活”的理念深入人心，公共自行車(chē)已經(jīng)真正融入到義烏人民的生活中．一位市民騎著一輛公共自行車(chē)在某段平直的水平路面上由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，共用時(shí)12s．已知該市民質(zhì)量為60Kg，自行車(chē)質(zhì)量為10Kg，車(chē)輪與地面的總接觸面積是2×10^-3m²．圖甲是速度v隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象，圖乙是動(dòng)力F隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖象．
（1）請(qǐng)問(wèn)該市民騎自行車(chē)在水平地面行駛時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？
（2）在7～12s內(nèi)，自行車(chē)克服摩擦阻力做了多少功？

Answer 1

分析 （1）市民騎自行車(chē)在水平地面行駛時(shí)，對(duì)地面的壓力等于人和自行車(chē)重力之和，根據(jù)F=G=mg求出其大小，又知道車(chē)輪與地面的總接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）在7～12s內(nèi)，由圖甲可知自行車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，根據(jù)s=vt求出自行車(chē)行駛的路程，此時(shí)受到的摩擦阻力和動(dòng)力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，由圖乙可知?jiǎng)恿Φ拇笮〖礊槟Σ亮Φ拇笮�，根�?jù)W=Fs求出自行車(chē)克服摩擦阻力做的功．

解答 解：（1）該市民騎自行車(chē)在水平地面行駛時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G_總=（m_人+m_車(chē)）g=（60kg+10kg）×10N/kg=700N，
自行車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3.5×10⁵Pa；
（2）在7～12s內(nèi)，由圖甲可知，自行車(chē)以v=6m/s做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，
由v=$\frac{s}{t}$可得，自行車(chē)行駛的路程：
s=vt=6m/s×5s=30m，
由圖乙可知，自行車(chē)的動(dòng)力F′=30N，
因自行車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的摩擦阻力和動(dòng)力是一對(duì)平衡力，
所以，自行車(chē)受到的摩擦阻力f=F′=30N，
自行車(chē)克服摩擦阻力做的功：
W=fs=30N×30m=900J．
答：（1）該市民騎自行車(chē)在水平地面行駛時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為3.5×10⁵Pa；
（2）在7～12s內(nèi)，自行車(chē)克服摩擦阻力做了900J的功．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式和壓強(qiáng)公式、做功公式以及二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是從圖象中獲取有用的信息，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．