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19.山地自行车具有节能环保、灵活方便和安全系数高等优点.因此,它越来越受到驴友们的青睐,是驴友健身、郊游出行的首选工具.乐乐的质量是65kg,每只脚的面积为200cm3.他新买的山地自行车的相关数据如表.g取10N/kg.求:
 车驾材料 碳纤维
 整车质量/kg 11
 单轮接触机面积/cm2 4
(1)乐乐在骑行过程中对水平地面的压强是多少?
(2)乐乐在某路段匀速骑行4km,用时5min,受到的阻力为人和车总重力的0.03倍,则他骑行的功率是多少?

分析 (1)已知自行车整车质量和乐乐的质量,可以得到总质量;已知总质量可以得到总重力,自行车对地面的压力等于总重力;已知单轮与地面的接触面积,可以得到自行车与地面的接触面积;已知压力和接触面积,可以得到骑行过程中自行车对地面的压强;
(2)匀速骑行过程中,施加的动力与阻力是一对平衡力,已知阻力与总重力的关系,可以得到阻力、动力;已知动力和骑行距离,可以得到总功,已知功和时间,可以得到骑行功率.

解答 解:(1)乐乐的重力:G人=m人g=65kg×10N/kg=650N,
车的重力:G车=m车g=11kg×10N/kg=110N,
比赛过程中,自行车对地面的压力为F压=G人+G车=650N+110N=760N,
车轮与地面的接触面积为S=2×4cm2=8cm2=8×10-4m2,
比赛过程中,自行车对地面的压强为p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{760N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9.5×105Pa;
(2)阻力f=0.03G总=0.03×760N=22.8N,
因为乐乐匀速行驶,则骑行过程中施加的动力为F动=f=22.8N,
骑行过程做的功为W=F动s=22.8N×4000m=9.12×104J,
骑行的功率为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.12×1{0}^{4}J}{5×60s}$=304W.
答:(1)乐乐在骑行过程中对水平地面的压强是9.5×105Pa;
(2)他骑行的功率是304W.

点评 此题是一道力学综合题,考查了二力平衡条件的应用、功、功率、压强的计算,掌握基本公式或规律,是正确解答的关键.注意正确进行单位换算.

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