Question

6．由普洱市市、區(qū)政府投資建設(shè)的公共自行車(chē)項(xiàng)目，通過(guò)相關(guān)部門(mén)的宣傳，“綠色出行，低碳生活“的理念深入人心．經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，公共自行車(chē)已經(jīng)真正融入到茶城人民的生活中．一位市民騎著自行車(chē)在平直的水平路面上行駛1500m的路程，用時(shí)5min．已知該市民質(zhì)量為60kg，自行車(chē)質(zhì)量為20kg，前后輪胎和地面總接觸面積為2×10^-3m²．假定騎行過(guò)程中人和車(chē)受到的阻力恒為總重的0.03倍，在該市民騎行過(guò)程中，求：（g=10N/kg）
（1）該市民騎行自行車(chē)的速度為多大；
（2）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（3）該市民做功的功率．

Answer 1

分析 （1）知道該市民騎行自行車(chē)行駛的路程和時(shí)間，利用速度公式求行駛速度；
（2）已知人和車(chē)的質(zhì)量，利用重力公式求人和車(chē)的總重力；自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力等于總重力，又知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)題意可求出阻力大小，由二力平衡條件可知?jiǎng)恿Υ笮。�利用W=Fs求出騎車(chē)時(shí)所做的功，然后利用功率公式計(jì)算該市民做功的功率．

解答 解：（1）該市民騎行自行車(chē)的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1500m}{5×60s}$=5m/s；
（2）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力：
F_壓=G_總=（m_人+m_車(chē)）g=（60kg+20kg）×10N/kg=800N；
自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=4×10⁵Pa；
（3）由題意可知，阻力f=0.03G_總=0.03×800N=24N，
市民騎著自行車(chē)在平直的水平路面上勻速行駛，則動(dòng)力：F=f=24N，
該市民做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=24N×5m/s=120W．
答：（1）該市民騎行自行車(chē)的速度為5m/s；
（2）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為4×10⁵Pa；
（3）該市民做功的功率為120W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度、重力、壓強(qiáng)、功率的計(jì)算，關(guān)鍵是知道自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力等于自行車(chē)與人的總重力．