Question

14．某牌子的自行车质量是60kg，若运动员的质量是50kg，车轮总接触地面的面积100cm²，匀速行驶受到的平均阻力是自行车重力的0.1倍，在半小时内自行车匀速行驶了3.6公里．
（1）自行车行驶速度多少？
（2）那么自行车行驶在水平公路时，整车对地面的压强是多大？
（3）自行车行驶时运动员对自行车做功的功率是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知行驶的路程和所用的时间，根据公式v=$\frac{s}{t}$可求骑车匀速行驶时的速度；
（2）车轮对地面的压力等于车和人的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求车轮对地面的压强；
（3）匀速运动时牵引力等于阻力，然后利用P=Fv可求得功率．

解答 解：（1）自行车行驶路程：s=3.6km，自行车行驶时间：t=0.5h，
骑车匀速行驶时的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3.6km}{0.5h}$=7.2km/h=7.2×$\frac{1}{3.6}$m/s=2m/s；
（2）行驶过程中，车轮对地面的压力：F=G_总=m_总g=（60kg+50kg）×10N/kg=1100N；
行驶过程中，车轮对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1100N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.1×10⁵Pa；
（3）运动员对自行车提供的动力：F_动=f=1.0G_总=0.1×1100N=110N：
小明同学骑自行车的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F_动v=110N×2m/s=220W．
答：（1）自行车行驶速度是2m/s；
（2）那么自行车行驶在水平公路时，整车对地面的压强是1.1×10⁵Pa；
（3）自行车行驶时运动员对自行车做功的功率是220W．

点评 本题考查速度、压强、功、功率的计算，是一道综合性很强的题目，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据．