Question

14．“雾霾”已成为社会关注热点，为缓解空气污染，倡导绿色出行，如图所示，我国许多城市投放了大量的公共自行车，小明骑着一辆自行车在平直公路上匀速行驶，2min通过了600m的路程，假设自行车在匀速行驶过程中受到的阻力为100N，请你通过计算回答：（g取10N/kg）
（1）若小明和自行车的总质量约80kg，每个轮胎与地面的接触面积约为20cm²，则小明骑车时，自行车对地面的压强是多少？
（2）在这段路程中，小明做了多少功？小明做功的功率是多大？

Answer 1

分析 （1）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．
（2）匀速行驶时，行驶的动力和阻力是一对平衡力，根据W=Fs求出这段过程中小明做的功；根据P=$\frac{W}{t}$求出小明做功的功率．

解答 解：（1）小华及自行车对地面的压力为 F=G=mg=80kg×10N/kg=800N     
车胎与地面的接触面积S=2×20cm²=4×10^-3m²
自行车对地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=2×10⁵Pa．
（2）自行车在匀速行驶过程中受到向前的力F=f=100N，
小明骑车做功：W=Fs=100N×600m=6×10⁴J；                      
功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6×1{0}^{4}J}{2×60s}$=500W．
答：（1）自行车对地面的压强是2×10⁵Pa．
（2）在这段路程中，小明做了6×10⁴J功；小明做功的功率是500W．

点评 本题考查做功、功率、压强等的计算，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；解题过程中要注意单位的换算．