Question

17．李明同学经常骑自行车上学，他从家骑车到学校的路程为3.6千米．某一天早晨，李明同学上学前称得人与书包总重为600牛顿，自行车重为300牛顿，7点30分他从家里出发，以6米/秒的速度匀速骑车到学校，在骑车过程中受到的阻力恒为50牛顿．求：
（1）通过计算可知李明同学几点钟到学校？
（2）李明在骑车过程中，自行车两个车轮与路面接触的总面积为0.003米²，在此过程中自行车对路面的压强为多少帕斯卡？
（3）从家骑车到学校的过程中，李明克服阻力做功为多少焦耳？功率为多少瓦特？

Answer 1

分析 （1）已知他家到学校的路程s=3.6km，以6m/s 的速度匀速骑车到学校，利用速度公式变形t=$\frac{s}{v}$即可求出李明同学几点钟到学校．
（2）根据李明上学前称得人与书包总重为600N，自行车重为300N，可知总重力，此时总重力即为自行车对路面的压力，再利用p=$\frac{F}{S}$即可李明在此过程中自行车对路面的压强．
（3）根据在骑车过程中受到的阻力恒为50N，他家到学校的路程为3.6km，利用W=Fs即可求出李明克服阻力做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$求做功功率．

解答 解：
（1）s=3.6km=3600m，v=6m/s，
由v=$\frac{s}{t}$得李明从家到学校用的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3600m}{6m/s}$=600s=10min，
因他是7点30分他从家里出发，加上从家到学校用的时间10min，可知李明同学7点40分到学校．
（2）自行车对路面的压：
F_压=G_总=600N+300N=900N，s=0.003m²，
在此过程中自行车对路面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{900N}{0.003{m}^{2}}$=3×10⁵Pa．
（3）由题知阻力f=50N，s=3.6km=3600m．
克服阻力做功：
W=fs=50N×3600m=1.8×10⁵J；
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{5}J}{600s}$=300W．
答：
（1）李明同学7点40分到学校；
（2）在此过程中自行车对路面的压强为3×10⁵Pa；
（3）从家骑车到学校的过程中，李明克服阻力做功为1.8×10⁵J，功率为300W．

点评 此题是一道综合性较强的题目，考查了学生对速度公式、压强公式、功的公式和功率公式的了解与掌握，在计算时注意两点：①静止在水平面上的物体，此时的压力等于重力，②计算时要注意统一使用国际制单位．