Question

7．一位市民騎著自行車(chē)在平直的水平路面上以5m/s的速度勻速行駛，已知該市民質(zhì)量為60kg，自行車(chē)質(zhì)量為10kg，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15N，在該市民騎行過(guò)程中，求：（g=10N/kg）
（1）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力；
（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）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力等于市民和自行車(chē)的重力之和，根據(jù)F=G=mg求出其大��；
（2）根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（3）該市民勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，動(dòng)力和受到的阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出該市民做功的功率．

解答 解：（1）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力：
F=G_總=（m_人+m_車(chē)）g=（60kg+10kg）×10N/kg=70N；
（2）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{70N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3.5×10⁴Pa；
（3）因該市民勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，動(dòng)力和受到的阻力是一對(duì)平衡力，
所以，市民的動(dòng)力：
F′=f=15N，
該市民做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{F′s}{t}$=F′v=15N×5m/s=75W．
答：（1）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓力為70N；
（2）自行車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為3.5×10⁴Pa；
（3）該市民做功的功率為75W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓力和壓強(qiáng)、功率的計(jì)算以及二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，要注意功率公式的靈活應(yīng)用．