Question

11．如图是我市为倡导“绿色出行”提供的公共自行车，小聪骑着自行车，在平直的公路上匀速行驶了600m，用时2min，若自行车的质量为15kg，与地面的总接触面积为3×10^-3m²，小聪的质量为60kg，骑行时受到的阻力为20N，求小聪骑行时：

（1）自行车的速度；
（2）自行车对地面的压强；
（3）小聪消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）知道自行车行驶的路程和时间，根据v=$\frac{s}{t}$求出其速度；
（2）自行车对地面的压力等于自行车和人的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（3）自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牵引力的功率即为小聪消耗的功率．

解答 解：（1）自行车的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{600m}{2×60s}$=5m/s；
（2）自行车对地面的压力：
F=G_总=m_总g=（60kg+15kg）×10N/kg=750N，
自行车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{750N}{3×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa；
（3）因自行车匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，牵引力的大小：F′=f=20N，
牵引力的功率即为小聪消耗的功率：
P=F′v=20N×5m/s=100W．
答：（1）自行车的速度为5m/s；
（2）自行车对地面的压强为2.5×10⁵Pa；
（3）小聪消耗的功率为100W．

点评 本题考查了速度公式和重力公式、压强公式、二力平衡条件、功率公式的灵活运用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等．