Question

5．一个同学的质量是50kg，在一条水平路面上以5m/s的速度匀速骑自行车（自行车的质量是30kg），两个车轮与地面的总接触面积是400cm²，自行车受到地面的摩擦力是总重的$\frac{1}{10}$，则；
（1）该同学自行车向前匀速运动的力多少？
（2）该同学骑在自行车上时对地面的压强是多少？
（3）这样行驶10分钟，该同学做了多少功？
（4）该同学的功率是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据G=mg即可求出同学的重力；处于匀速直线运动状态的物体受平衡力作用；
（2）先求出同学和自行车对地面压力的大小，然后根据p=$\frac{F}{S}$求出车对地面的压强．
（3）根据s=vt算出自行车行驶的距离，根据W=Fs算出功；
（4）根据P=$\frac{W}{t}$算出功率．

解答 解：（1）同学和自行车的总重力：G=mg=（50kg+30kg）×10N/kg=800N；
因为自行车受到地面的摩擦力是总重的$\frac{1}{10}$，
所以f=$\frac{1}{10}$G=$\frac{1}{10}$×800N=80N；
因为自行车匀速运动，所以受到动力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F=f=80N；
（2）同学骑车行驶过程中，车对地面的压力：F′=G=800N；，S=400cm²=4×10^-2m²；则
车对地面的压强：p=$\frac{{F}^{′}}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁴Pa．
（3）自行车行驶10分钟，行驶的距离：s=vt=5m/s×600s=3000m；
该同学做的功为：W=Fs=80N×3000m=240000J；
（4）该同学的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{240000J}{600s}$=400W．
答：（1）该同学自行车向前匀速运动的力80N；
（2）该同学骑在自行车上时对地面的压强是2×10⁴Pa；
（3）这样行驶10分钟，该同学做了240000J；
（4）该同学的功率是400W．

点评 本题考查了学生对重力公式、二力平衡条件、压强公式、功、功率公式的掌握和运用，能从题目数据表中搜集到相关的信息是本题的关键．