题目内容
(2011年福建六校联考)人骑自行车由静到动，除了要增加人和车的动能以外，还要克服空气及其他阻力做功．为了测量人骑自行车的功率，第一小组进行了如下实验：在离出发线5 m、10 m、20 m、30 m、…70 m的地方分别划上8条计时线，每条计时线附近站几个学生，手持秒表测运动时间．听到发令员的信号后，受测者全力骑车由出发线启动，同时全体学生都开始计时．自行车每到达一条计时线，站在该计时线上的几个学生就停止计时，记下自行车从出发线到该条计时线的时间．实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值)，并计算出各段的平均速度：
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运动距离s(m) |
0 |
5 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
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运动时间t(s) |
0 |
2.4 |
4.2 |
6.3 |
7.8 |
9.0 |
10.0 |
11.0 |
12.0 |
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各段速度(m/s) |
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2.08 |
2.78 |
4.76 |
6.67 |
8.33 |
10.0 |
10.0 |
10.0 |
第二小组通过测出自行车在各点的速度，作出了v—s图4－2－9.本次实验中，学生和自行车总质量约为75 kg，设运动过程中，学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比，整个过程中该学生骑车的功率P保持不变．
图4－2－9
(1)第一小组的学生通过分析认为：因为自行车在每一路段内的速度变化不是很大，因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度，则在20 m～30 m路段的平均阻力f1与30 m～40 m路段的平均阻力f2之比f1∶f2为多少？被测学生骑车的功率约为多少？速度为6 m/s时的加速度为多大？
(2)第二小组的学生结合图和曲线(曲线与横坐标在s＝40 m内所围的区域共56格)，测出的被测学生骑车的功率约为多少？
(1)0.8 553 W 0.79 m/s2 (2)600 W
【解析】(1)设f＝kv
所以f1∶f2＝v1∶v2＝6.67∶8.33＝0.8
从表中数据可以看出，t＝9 s时，自行车达到了匀速运动，动力等于阻力，所以有：P＝fv9
在开始运动9 s内，根据动能定理有：
mv
＝Pt－f1s1－f2s2－f3s3－f4s4－f5s5
代入数据，解得：k＝5.53 N·s/m，P＝553 W
当v′＝6 m/s时，根据牛顿第二定律：
－kv′＝ma
代入数据，解得：a＝0.79 m/s2.
(2)在开始运动的9 s内，根据动能定理有：mv＝Pt－fs
因f＝kv，所以fs＝kvs
联立以上各式，解得：k＝6 N·s/m，P＝600 W.
答案：(1)0.8 553 W 0.79 m/s2 (2)600 W
(2011年福建六校联考)人骑自行车由静到动，除了要增加人和车的动能以外，还要克服空气及其他阻力做功．为了测量人骑自行车的功率，第一小组进行了如下实验：在离出发线5 m、10 m、20 m、30 m、…70 m的地方分别划上8条计时线，每条计时线附近站几个学生，手持秒表测运动时间．听到发令员的信号后，受测者全力骑车由出发线启动，同时全体学生都开始计时．自行车每到达一条计时线，站在该计时线上的几个学生就停止计时，记下自行车从出发线到该条计时线的时间．实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值)，并计算出各段的平均速度：
| 运动距离s(m) | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
| 运动时间t(s) | 0 | 2.4 | 4.2 | 6.3 | 7.8 | 9.0 | 10.0 | 11.0 | 12.0 |
| 各段速度(m/s) | | 2.08 | 2.78 | 4.76 | 6.67 | 8.33 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
第二小组通过测出自行车在各点的速度，作出了v—s图4－2－9.本次实验中，学生和自行车总质量约为75 kg，设运动过程中，学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比，整个过程中该学生骑车的功率P保持不变．
图4－2－9
(1)第一小组的学生通过分析认为：因为自行车在每一路段内的速度变化不是很大，因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度，则在20 m～30 m路段的平均阻力f1与30 m～40 m路段的平均阻力f2之比f1∶f2为多少？被测学生骑车的功率约为多少？速度为6 m/s时的加速度为多大？
(2)第二小组的学生结合图和曲线(曲线与横坐标在s＝40 m内所围的区域共56格)，测出的被测学生骑车的功率约为多少？