Question

17．如图，图中的公共自行车是晋江城市发展的一道亮丽风景．小明每天骑它上下学，方便又快捷．已知自行车的质量是20Kg，小明的体重为50Kg，小明家距学校4Km，骑行时的平均阻力为人车总重的0.02倍，两车轮与地面的接触面积为20cm²．求：

（1）当小明的以16km/h平均速度从家骑到学校要用多少时间？
（2）小明在平直路段骑行时对地路面的压强．
（3）小明从家骑车到学校要克服路面阻力做多少功．

Answer 1

分析 （1）已知他家到学校的路程s=4km，以16km/h 的速度匀速骑车到学校，利用速度公式变形t=$\frac{s}{v}$即可求出小明同学几点钟到学校．
（2）自行车与人的总重力即为自行车对路面的压力，再利用P=$\frac{F}{S}$即可小明在此过程中自行车对路面的压强．
（3）根据阻力于重力惯性求出骑车所受阻力大小，利用W=Fs即可求出小明克服阻力做的功．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得小明从家到学校用的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4km}{16km/h}$=0.25h，
因他是7点20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30分到学校．
（2）自行车队地面的压力：
F=G_总=（m_车+m_人）g=（20kg+50kg）×9.8N/kg=686N；
地面受力面积：S=20cm²=0.002m²，
自行车对路面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{686N}{0.002c{m}^{2}}$=3.43×10⁵Pa．
（3）由于匀速运动，即F=f=0.02G_总=0.02×686N=13.72N．
克服阻力做功：W=fS=13.72N×4000m=5.488×10⁴J．
答：（1）小明的以16km/h平均速度从家骑到学校需要0.25小时；
（2）小明在平直路段骑行时对地路面的压强为3.43×10⁵Pa；
（3）小明克服阻力做功为5.488×10⁴J．

点评 此题涉及到的知识点较多，是一道综合性较强的题目，在计算时注意两点：①静止在水平面上的物体，对水平面的压力等于重力，②计算时要注意统一单位．