Question

7．如图所示是天安门广场的巡逻警察骑着一种两轮电动助力车（“风火轮”）巡逻的场景，若该电动助力车与警察的总质量为75kg，车轮与地面的总接触面积为0.04m²．求：
（1）行驶过程中，“风火轮”对地面的压强有多大？
（2）若警察骑着“风火轮”匀速行驶50m用了10s，则“风火轮”的速度为多少？
（3）“风火轮”发动机的输出功率为500W，则在匀速行驶过程中“风火轮”所做的功是多少焦耳？
（4）在匀速行驶过程中，“风火轮”所受的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）“风火轮”对地面的压力等于该电动助力车与警察的总重力，利用G=mg求出重力，再利用p=$\frac{F}{S}$求解压强；
（2）利用v=$\frac{s}{t}$计算“风火轮”的速度；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$计算在匀速行驶过程中“风火轮”所做的功；
（4）根据W=Fs求出牵引力，再根据二力平衡得出阻力．

解答 解：（1）行驶过程中，“风火轮”对地面的压力：F=G=mg=75kg×10N/kg=750N，
对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{750N}{0.04{m}^{2}}$=1.875×10⁴Pa；
（2）“风火轮”的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{50m}{10s}$=5m/s；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$可得，在匀速行驶过程中“风火轮”所做的功：W=Pt=500W×10s=5000J；
（4）根据W=Fs可得，牵引力F=$\frac{W}{s}$=$\frac{5000J}{50m}$=100N，
在匀速行驶过程中，“风火轮”所受的阻力f=F=100N．
答：（1）行驶过程中，“风火轮”对地面的压强为1.875×10⁴Pa；
（2）“风火轮”的速度为5m/s；
（3）在匀速行驶过程中“风火轮”所做的功是5000J；
（4）在匀速行驶过程中，“风火轮”所受的阻力是100N．

点评 此题考查重力、压强、速度和功的计算，同时考查功率公式的应用、二力平衡条件及其应用，解答此题的关键：一是公式的熟练运用；二是知道“风火轮”对地面的压力等于该电动助力车与警察的总重力．