Question

16．时下越来越多的年轻人喜欢骑着山地自行车低碳出行，如图为质量是50kg的小华骑行的山地自行车，其相关数据见表：（g=10N/kg）

车架材料	碳纤维
车架材料体积/cm3	2500
车架质量/kg	4.5
整车质量/kg	10
单轮接触面积/cm2	4

求：（1）小华骑该山地自行车比赛时对地面的压强；
（2）小华在某路段匀速骑行3km，耗时300s，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他的骑行功率．

Answer 1

分析 （1）根据G=mg求出小华骑该山地自行车比赛时的总重力，即为对地面的压力，受力面积为2个轮接触面积之和，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）匀速骑行时处于平衡状态，动力和受到的阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出动力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出他的骑行功率．

解答 解：（1）小华骑该山地自行车比赛时的总重力：
G=（m_人+m_车）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
自行车对地面的压力：
F=G=600N，
受力面积：
S=2×4cm²=8×10^-4m²，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa；
（2）因匀速骑行时处于平衡状态，动力和受到的阻力是一对平衡力，
所以，动力的大小：
F′=f=0.02G=0.02×600N=12N，
动力做的功：
W=Fs=12N×3000m=36000J，
他的骑行功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{36000J}{300s}$=120W．
答：（1）小华骑该山地自行车比赛时对地面的压强为7.5×10⁵Pa；
（2）他的骑行功率为120W．

点评 本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式以及二力平衡条件的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．