Question

17．如圖所示，質量為48kg小華同學騎著一輛自行車在平直公路上勻速運動500m，所用時間為100s．若自行車的質量為12kg，假設自行車在行駛過程中受到的阻力為人和車總重的$\frac{1}{12}$．求：
（1）自行車行駛的速度；
（2）在這段過程中，人與自行車構成的整個系統(tǒng)受到幾個力的作用，每個力的大小和方向分別如何？（只作答，不要求寫出計算過程）并在圖中畫出這些力的示意圖；
（3）若車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學騎車時，自行車對地面壓強為多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$計算車的行駛速度；
（2）自行車在平直公路上勻速運動，由此對它進行受力分析，并畫出其受力示意圖；
（3）水平面上的物體對水平面壓力大小等于物體重力，由p=$\frac{F}{S}$計算車對水平地面的壓強；

解答 解：
（1）自行車行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{500m}{100s}$=5m/s；
（2）由題知，自行車做勻速直線運動，所以自行車受到豎直向下重力和地面的對它豎直向上的支持力是一對平衡力，
F_支=G=mg=（12kg+48kg）×10N/kg=600N，
自行車在水平方向受的向左的牽引力與地面對它向右的阻力是一對平衡力，
F=f=$\frac{1}{12}$G=$\frac{1}{12}$×600N=50N，
受力示意圖如圖所示：

（3）車對水平地面壓力F=G=600N，
車對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{40×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）人與自行車構成的整個系統(tǒng)受到四個力作用，豎直向下重力和地面的對它豎直向上的支持力都為600N，水平向左的牽引力與地面對它水平向右的阻力都為50N；示意圖見上；
（3）該同學騎車時，自行車對地面壓強為1.5×10⁵Pa．

點評 本題考查速度、壓強的計算以及對平衡力的認識和理解、力的示意圖的作圖，掌握基礎知識，正確理解題意即可解題，還要注意計算中各物理單位要統(tǒng)一．