Question

7．为了倡导绿色出行，福州市政府投放了大量的公共便民自行车．普通市民在水平路面上骑行时，人与车总质量约70kg，每个轮胎与地面接触面积约为100cm²，若以5m/s的速度匀速骑行5min，所受阻力是总重力的0.06倍，求：
（1）骑行的人与车的总重；
（2）自行车对地面的压强；
（3）自行车受到的牵引力及牵引力所做的功．

Answer 1

分析 （1）已知人与车总质量，根据G=mg求出人与车总重力；
（2）在水平路面上骑自行车时，对地面的压力等于人与车总重力，受力面积为2个轮胎与地面接触的总面积，根据压强公式p=$\frac{F}{S}$求出自行车对地面的压强；
（3）根据题意求出自行车受到的阻力；自行车匀速行驶，根据二力平衡条件求出自行车受到的牵引力；已知自行车的速度和所用时间，根据速度公式求出通过的路程；最后根据公式W=Fs求出牵引力所做的功．

解答 解：（1）骑行的人与车的总重：
G_总=m_总g=70kg×10N/kg=700N；
（2）自行车对地面的压力：F=G_总=700N；
受力面积：S=2×100cm²=200cm²=200×10^-4m²，
自行车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=3.5×10⁴ Pa；
（3）由题意可知，自行车受到的阻力：
f=0.06G_总=0.06×700N=42N，
因为自行车匀速行驶，
所以自行车受到的牵引力：
F_牵=f=42N；
自行车以5m/s的速度匀速骑行5min，则通过的路程：
s=vt=5m/s×5×60s=1500m；
牵引力所做的功：
W=F_牵s=42N×1500m=6.3×10⁴J．
答：（1）骑行的人与车的总重为700N；
（2）自行车对地面的压强为3.5×10⁴ Pa；
（3）自行车受到的牵引力为42N，牵引力所做的功为6.3×10⁴J．

点评 本题考查了重力、压强、路程和功的计算，还考查了二力平衡条件，涉及的知识点较多，灵活运用公式是解题的关键．