Question

14．如图1所示，质量为40kg的小凯同学骑着一辆质量为10kg的自行车在平直公路上匀速运动100m，所用时间为20s．自行车在匀速行驶过程中与地面的总接触面积为0.01m²，受到的阻力如图2所示．[本题g取10N/kg]
求：（1）自行车行驶的速度？
（2）小凯同学对自行车平均的牵引力是多少
（3）小凯骑车时，自行车对地面的压强为多少？

Answer 1

分析 （1）知道小凯骑自行车行驶的路程和时间，利用速度公式求行驶速度；
（2）由图2可知自行车在匀速行驶过程中受到的阻力，在匀速行驶过程人对自行车提供的牵引力等于自行车受到的阻力；
（3）知道人和车的总质量，利用重力公式求人和车的总重力；因为自行车在平直公路上，对地面的压力等于重力，又知道受力面积，利用压强公式求骑自行车行驶时对地面的压强．

解答 解：（1）小凯骑车速度为　v=$\frac{s}{t}$=$\frac{100m}{20s}$=5m/s；
（2）由图2可知，自行车在匀速行驶过程中受到的阻力f=40N，
自行车平直公路上匀速运动，即自行车处于平衡状态，
在水平方向上小凯同学对自行车提供的牵引力和车行驶过程中受到的阻力是一对平衡力，大小相等：F=f=40N；
（3）车对地面的压力为　F=G=（m₁+m₂）g=（40kg+10kg）×10N/kg=500N
车对地面的压强：：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{500N}{0.01{m}^{2}}$=5×10⁴Pa．
答：（1）自行车行驶的速度为5m/s；
（2）小凯同学对自行车平均的牵引力是40N；
（3）小凯骑车时，自行车对地面的压强为5×10⁴Pa．

点评 本题考查了学生对速度公式和压强公式的掌握和运用，用所学知识分析解决身边的问题，有意义！计算时注意单位统一．