Question

6．运动员参加自行车比赛场选用山地自行车．如图所示是车架为碳纤维的轻便山地自行车，其相关数据见表：

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

（1）参赛运动员李某的质量为70kg，求他所受的重力；
（2）李某骑着这辆山地车在水平地面匀速行驶，求山地车对水平地面的压强；
（3）李某在水平路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求他在这段时间内骑行的功率．

Answer 1

分析 （1）根据G=mg计算运动员的重力；
（2）地面所受的压力等于车子和运动员的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$求地面受到的压强．
（3）根据运动员骑着一辆山地自行车在平直公路上匀速行驶，先判断出动力，利用W=Fs求出运动员克服阻力所做的功W，再用公式P=$\frac{W}{t}$算出功率．

解答 解：（1）运动员所受的重力为：
G=mg=70kg×10N/kg=700N
（2）水平匀速行驶时，压力大小等于物体所受重力大小
F=G=mg=（70kg+10kg）×10N/kg=800N
P=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{4×2×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1×10⁶Pa；
（3）他骑行时克服阻力做的功为：
W=FS=800N×0.02×6000m=9.6×10⁴J
他骑行的功率为：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.6×1{0}^{4}J}{10×60s}$=160W．
答：（1）他所受的重力是700N；
（2）山地车对水平地面的压强是1×10⁶Pa；
（3）他在这段时间内骑行的功率是160W．

点评 本题考查重力、压力、压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上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．还要知道从表中提取有用的信息．