Question

17．自行车是许多人喜欢的交通和健身工具．如图所示，体重为600N的小明，骑着它匀速行驶3km用时10min，若行驶过程中受到的阻力为20N，与地面接触面积为1×10^-2m²，自行车重为200N．问：
（1）小明在10min内骑行的速度是多少？
（2）骑行时，自行车对水平地面的压强是多少？
（3）小明骑行时的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知汽车的路程和时间，利用速度公式v=$\frac{s}{t}$求出自行车行驶的速度；
（2）骑车时，对地面的压力等于小明和自行车的总重力，根据压强公式p=$\frac{F}{S}$求出自行车对地面的压强；
（3）自行车做匀速运动，牵引力等于阻力，根据公式W=Fs求出该同学做的功，再根据功率公式P=$\frac{W}{t}$求出做功的功率．

解答 解：（1）路程s=3km=3000m；
自行车行驶的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3000m}{10×60s}$=5m/s；
（2）自行车对地面的压力：
F′=G+G_车=600N+200N=800N，
自行车对地面的压强：
p=$\frac{F′}{S}$=$\frac{800N}{1×{10}^{-2}{m}^{2}}$=8×10⁴Pa；
（3）因自行车匀速运动时，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，牵引力F=f=20N，
则该同学做的功：
W=Fs=20N×3000m=6×10⁴J，
该同学做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{10×60s}$=100W．
答：（1）小明在10min内骑行的速度是5m/s；
（2）骑行时，自行车对水平地面的压强是8×10⁴Pa；
（3）小明骑行时的功率是100W．

点评 本题考查速度、做功、功率、压强等的计算，本题关键：一是公式及其变形的灵活运用，二是知道物体对水平面的压力等于物体自身的重力；解题过程中要注意单位的换算．