Question

19．2016年濟(jì)南市又成為全國(guó)最堵的城市之一，濟(jì)南市民苦不堪言．雞年春節(jié)，摩拜單車(chē)一夜之間遍布濟(jì)南大街小巷，一個(gè)月的時(shí)間有300多萬(wàn)人次騎行，既健身又環(huán)保還緩解了交通擁堵．一輛車(chē)的質(zhì)量為20kg，每只輪胎著地面積約25cm²．小羽質(zhì)量為60kg，騎著一輛單車(chē)以5m/s的速度沿濟(jì)南市最美的道路之一--旅游路勻速行駛了20min到達(dá)高新區(qū)彩虹湖，假設(shè)在此過(guò)程中自行車(chē)的牽引力為20N，求：
（1）小羽騎行的路程是多少？
（2）小羽牽引力做的功是多少？
（3）小羽做功的功率是多大？
（4）小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？（g取10N/Kg）

Answer 1

分析 （1）已知時(shí)間和速度，利用v=$\frac{s}{t}$計(jì)算小羽騎行的路程；
（2）已知牽引力和路程，利用W=Fs計(jì)算小羽牽引力做的功；
（3）利用P=$\frac{W}{t}$計(jì)算小羽做功的功率；
（4）小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓力等于單車(chē)和人的重力之和，求出受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)．

解答 解：（1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，小羽騎行的路程：
s=vt=5m/s×20×60s=6000m；
（2）小羽牽引力做的功：
W=Fs=20N×6000m=1.2×10⁵J；
（3）小羽做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}J}{20×60s}$=100W；
（4）小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓力：
F=G_人+G_車(chē)=（m_人+m_車(chē)）g=（60kg+20kg）×10N/kg=800N，
小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=1.6×10⁵Pa．
答：（1）小羽騎行的路程是6000m；
（2）小羽牽引力做的功是1.2×10⁵J；
（3）小羽做功的功率是100W；
（4）小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.6×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 此題考查速度公式及其應(yīng)用、功和功率的計(jì)算，壓強(qiáng)的計(jì)算，是一道力學(xué)綜合題，但難度不大，關(guān)鍵是熟練運(yùn)用各種公式，并知道小羽騎行時(shí)單車(chē)對(duì)地面的壓力等于單車(chē)和人的重力之和．