Question

如圖所示，小華同學騎著一輛可調變速檔位的自行車上學，在平直公路上勻速運動300m，所用時間為1min．假設自行車在行駛過程中受到的阻力為18N．請你解答：
（1）在這段過程中，該同學做功的功率？
（2）若小華和自行車總質量為60kg，每個車胎與地面的接觸面積為20cm²，則該同學騎車時，自行車對地面的壓強為多少？（g取10N/kg）
（3）如果要騎車爬上一座高橋，他應該換用高速檔還是低速檔？請說明理由．

Answer 1

分析：（1）功率P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，由平衡條件求出該同學的作用力，由P=Fv求出功率．
（2）求出對水平地面的壓力，然后由壓強公式求出壓強．
（3）根據公式P=Fv分析答題．

解答：解：（1）自行車的速度v=

s

t

=

300m

60s

=5m/s，
自行車做勻速運動，處于平衡狀態，
由平衡條件得：f=F=18N×5m/s=90W；
（2）自行車對水平地面的壓力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
自行車與水平地面的接觸面積S=2×20cm²=40cm²=0.004m²，
自行車對水平地面的壓強p=

F

S

=

600N

0.004m2

=1.5×10⁵Pa；
（3）該同學騎自行車的功率P一定，由P=Fv可知，速度v越小，
牽引力F越大，越有利于上坡，因此要騎車爬上一座高橋，他應該換用低速檔．
答：（1）該同學做功的功率為90W；
（2）對地面的壓強為1.5×10⁵Pa；
（3）應用低速檔，因為相同功率，速度變小，牽引力可變大．

點評：本題考查速度、做功、功率、壓強等的計算，本題關鍵：一是公式及其變形的靈活運用，二是知道物體對水平面的壓力等于物體自身的重力；解題過程中要注意單位的換算．