Question

11．如圖是我市為倡導“綠色出行”提供的公共自行車，小聰騎著自行車，在平直的公路上勻速行駛了600m，用時2min，若自行車的質量為15kg，與地面的總接觸面積為3×10^-3m²，小聰的質量為60kg，騎行時受到的阻力為20N，求小聰騎行時：

（1）自行車的速度；
（2）自行車對地面的壓強；
（3）小聰消耗的功率．

Answer 1

分析 （1）知道自行車行駛的路程和時間，根據v=$\frac{s}{t}$求出其速度；
（2）自行車對地面的壓力等于自行車和人的重力之和，根據F=G=mg求出其大小，根據p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（3）自行車勻速行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出牽引力的功率即為小聰消耗的功率．

解答 解：（1）自行車的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{600m}{2×60s}$=5m/s；
（2）自行車對地面的壓力：
F=G_總=m_總g=（60kg+15kg）×10N/kg=750N，
自行車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{750N}{3×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.5×10⁵Pa；
（3）因自行車勻速行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
所以，牽引力的大小：F′=f=20N，
牽引力的功率即為小聰消耗的功率：
P=F′v=20N×5m/s=100W．
答：（1）自行車的速度為5m/s；
（2）自行車對地面的壓強為2.5×10⁵Pa；
（3）小聰消耗的功率為100W．

點評 本題考查了速度公式和重力公式、壓強公式、二力平衡條件、功率公式的靈活運用，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．