Question

7．2016年的网红非“共享单车“莫属，共享单车只需扫“二维码”即可骑走，给人们带来了极大方便．其相关数据见下表：

车架材料	铝合金
车架材料体积/cm3	2500
整车质量/kg	10
单轮接触面积/cm2	4

（1）计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强；
（2）若李明10min内在某路段匀速骑行6km．该路段阻力为总重力的0.02倍，求李明骑行此路段时动力所做的功；
（3）求李明骑行此路段时的功率．

Answer 1

分析 （1）李明骑行时，共享单车对地面的压力等于人和车的重力之和，受力面积为2个车轮与地面的接触面积之和，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）匀速骑行时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.02G求出其大小，根据W=Fs求出李明骑行此路段时动力所做的功；
（3）根据P=$\frac{W}{t}$求出李明骑行此路段时的功率．

解答 解：（1）李明骑行时，人和车的总重力：
G_总=m_总g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
李明骑行时共享单车对地面的压力：
F=G_总=600N，
车轮和地面的受力面积：
S=4cm²×2=8cm²=8×10^-4m²，
李明骑行时对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa；
（2）因匀速骑行时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，动力的大小：
F′=f=0.02G_总=0.02×600N=12N，
李明骑行此路段时动力所做的功：
W=F′s=12N×6000m=7.2×10⁴J；
（3）李明骑行此路段时的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{10×60s}$=120W．
答：（1）质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强为7.5×10⁵Pa；
（2）李明骑行此路段时动力所做的功为7.2×10⁴J；
（3）求李明骑行此路段时的功率为120W．

点评 本题考查了重力公式和压强公式、做功公式、功率公式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．