Question

17．如圖所示，萬眾期待的泉州公共自行車-“小黃人”于5月20日終于和市民見面啦！小健同學騎著“小黃人”，在一段平直的公路上勻速行駛了300m，用時1min，若自行車的質量為20kg，受到的阻力為20N，與地面的總接觸面積為3×10^-3m²，小健的質量為55kg．求：
（1）自行車行駛的速度；
（2）騎行時地面受到的壓強；
（3）小健騎行時的功率．

Answer 1

分析 （1）知道小健騎“小黃人”行駛的路程和時間，利用速度公式求行駛速度；
（2）知道人和車的總質量，利用重力公式求人和車的總重力；因為自行車在平直公路上，對地面的壓力等于重力，又知道受力面積，利用壓強公式求騎自行車行駛時對地面的壓強．
（3）已知阻力大小，根據二力平衡可知動力大小，利用W=Fs求出小健騎行時所做的功，然后利用P=$\frac{W}{t}$計算功率．

解答 解：（1）自行車行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{300m}{60s}$=5m/s；
（2）車對地面的壓力：F=G=（m₁+m₂）g=（55kg+20kg）×10N/kg=750N，
騎行時地面受到的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{750N}{3×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa．
（3）小健同學騎著“小黃人”，在一段平直的公路上勻速行駛，則動力F=f=20N，
小健騎行時所做的功：W=Fs=20N×300m=6000J，
小健騎行時的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6000J}{60s}$=100W．
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）騎行時地面受到的壓強為2.5×10⁵Pa；
（3）小健騎行時的功率為100W．

點評 本題考查了學生對速度公式和壓強公式的掌握和運用，同時考查功和功率的計算、二力平衡條件及其應用，用所學知識分析解決身邊的問題，有意義！