Question

17．Hellobike是一家致力于为用户提供轻活、自由出行工具的共享单车公司，先后在苏州、宁波、福州、厦门、泉州等城市进行投放，未来将投放全球市场，让每一个人都能便捷出行．李健同学骑着如图所示的共享单车在一段平直的公路上匀速行驶1km，用时200s，若单车的质量为16kg，骑行时与地面的接触总面积为4×10^-2m²，匀速行驶时受到的阻力为20N，李健的质量为60kg．求：
（1）李健骑行时的速度；
（2）李健骑行时单车对地面的压强；
（3）李健骑行时的功率．

Answer 1

分析 （1）已知路程和时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出李健骑行时的速度；
（2）李健骑行时单车对地面的压力等于车和自己的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，又知道骑行时与地面的接触总面积即为受力面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（3）匀速行驶时牵引力和受到的阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出李健骑行时的功率．

解答 解：（1）李健骑行时的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1000m}{200s}$=5m/s；
（2）李健骑行时单车对地面的压力：
F=G=（m_车+m_人）g=（16kg+60kg）×10N/kg=760N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{760N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.9×10⁴Pa；
（3）因匀速行驶时牵引力和受到的阻力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，牵引力的大小：
F′=f=20N，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，李健骑行时的功率：
P=F′v=20N×5m/s=100W．
答：（1）李健骑行时的速度为5m/s；
（2）李健骑行时单车对地面的压强为1.9×10⁴Pa；
（3）李健骑行时的功率为100W．

点评 本题考查了速度公式、重力公式、功率公式以及二力平衡条件的应用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等．