Question

如图所示，质量为48kg的小华同学骑着一辆自行车在平直公路上匀速运动500m，所用时间为100s．假设自行车在行驶过程中受到的阻力为其体重的1/12．求：
（1）自行车行驶的速度；
（2）在这段过程中，该同学所做的功率；
（3）若自行车质量为12kg，车胎与地面总的接触面积为40cm²，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？（取g=10N/kg）

Answer 1

解：（1）自行车在平直公路上匀速行驶的路程S=500m
时间t=100s
自行车行驶的速度v===5m/s；

（2）小华的质量m=48kg
小华的重力G=mg=48kg×10N/kg=480N
小华克服自行车阻力对自行车向前的力F=f==×480N=40N
小华对自行车所做的功W=FS=40N×500m=20000J
小华所做的功率p===200W；

（3）自行车质量m′=12kg
车胎对地面的压力F′=G_总=（m+m′）g=（12kg+48kg）×10N/kg=600N
车胎与地面总的接触面积S_总=40cm²=4×10^-3m²
自行车对地面的压强P===1.5×10⁵Pa．
答：（1）自行车行驶的速度为5m/s．
（2）在这段过程中，该同学所做的功率为200W．
（3）若自行车质量为12kg，车胎与地面总的接触面积为40cm²，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为1.5×10⁵Pa．
分析：（1）利用速度公式计算出速度．
（2）先计算所做的功，再根据功率公式计算出功率．
（3）知道质量求出重力，压力等于重力，再根据压强公式求出压强．
点评：本题考查速度、功率、压强公式的应用．