Question

5．一個(gè)同學(xué)的質(zhì)量是50kg，在一條水平路面上以5m/s的速度勻速騎自行車（自行車的質(zhì)量是30kg），兩個(gè)車輪與地面的總接觸面積是400cm²，自行車受到地面的摩擦力是總重的$\frac{1}{10}$，則；
（1）該同學(xué)自行車向前勻速運(yùn)動(dòng)的力多少？
（2）該同學(xué)騎在自行車上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）這樣行駛10分鐘，該同學(xué)做了多少功？
（4）該同學(xué)的功率是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg即可求出同學(xué)的重力；處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體受平衡力作用；
（2）先求出同學(xué)和自行車對(duì)地面壓力的大小，然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出車對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)s=vt算出自行車行駛的距離，根據(jù)W=Fs算出功；
（4）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$算出功率．

解答 解：（1）同學(xué)和自行車的總重力：G=mg=（50kg+30kg）×10N/kg=800N；
因?yàn)樽孕熊囀艿降孛娴哪Σ亮κ强傊氐?\frac{1}{10}$，
所以f=$\frac{1}{10}$G=$\frac{1}{10}$×800N=80N；
因?yàn)樽孕熊噭蛩龠\(yùn)動(dòng)，所以受到動(dòng)力和摩擦力是一對(duì)平衡力，大小相等，即F=f=80N；
（2）同學(xué)騎車行駛過(guò)程中，車對(duì)地面的壓力：F′=G=800N；，S=400cm²=4×10^-2m²；則
車對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{{F}^{′}}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁴Pa．
（3）自行車行駛10分鐘，行駛的距離：s=vt=5m/s×600s=3000m；
該同學(xué)做的功為：W=Fs=80N×3000m=240000J；
（4）該同學(xué)的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{240000J}{600s}$=400W．
答：（1）該同學(xué)自行車向前勻速運(yùn)動(dòng)的力80N；
（2）該同學(xué)騎在自行車上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)是2×10⁴Pa；
（3）這樣行駛10分鐘，該同學(xué)做了240000J；
（4）該同學(xué)的功率是400W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)重力公式、二力平衡條件、壓強(qiáng)公式、功、功率公式的掌握和運(yùn)用，能從題目數(shù)據(jù)表中搜集到相關(guān)的信息是本題的關(guān)鍵．