Question

7．一位市民骑着自行车在平直的水平路面上以5m/s的速度匀速行驶，已知该市民质量为60kg，自行车质量为10kg，前后轮胎和地面总接触面积为2×10^-3m²．假定骑行过程中人和车受到的阻力恒为15N，在该市民骑行过程中，求：（g=10N/kg）
（1）自行车对水平路面的压力；
（2）自行车对水平路面的压强；
（3）该市民做功的功率．

Answer 1

分析 （1）自行车对水平路面的压力等于市民和自行车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小；
（2）根据p=$\frac{F}{S}$求出自行车对水平路面的压强；
（3）该市民匀速行驶时处于平衡状态，动力和受到的阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出该市民做功的功率．

解答 解：（1）自行车对水平路面的压力：
F=G_总=（m_人+m_车）g=（60kg+10kg）×10N/kg=70N；
（2）自行车对水平路面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{70N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3.5×10⁴Pa；
（3）因该市民匀速行驶时处于平衡状态，动力和受到的阻力是一对平衡力，
所以，市民的动力：
F′=f=15N，
该市民做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F′s}{t}$=F′v=15N×5m/s=75W．
答：（1）自行车对水平路面的压力为70N；
（2）自行车对水平路面的压强为3.5×10⁴Pa；
（3）该市民做功的功率为75W．

点评 本题考查了压力和压强、功率的计算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，要注意功率公式的灵活应用．