Question

如圖1所示，質量為40kg的小明同學騎著一輛自行車在平直公路上勻速運動100m，所用時間為20s．求：
（1）自行車行駛的速度？
（2）若自行車質量為10kg，車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學騎車時，自行車對地面的壓強為多少？（取g=10N/kg）
（3）如果自行車在勻速行駛過程中受到的阻力如圖2所示．那么行駛100m，小明同學所做的功是多少？在騎車過程中，小明發現越來越費力，下車一看，發現輪胎癟了，所以騎起來很費力，請問這是什么原因？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知行駛的路程和時間，根據速度公式求出自行車行駛的速度；
（2）自行車對地面的壓力等于人和車的重力之和，根據G=mg求出其大小，根據壓強公式求出自行車對地面的壓強；
（3）勻速運動時牽引力等于阻力，根據公式W=Fs可求阻力做的功，輪胎癟了，阻力會增大，所以騎起來很費力．
解答：解：（1）自行車做勻速直線運動：
v===5m/s；
（2）人和車對地面的壓力：
F=G_人+G_車=（40kg+10kg）×10N/kg=500N，
受力面積：S=40cm²=0.004m²，
壓強：p===1.25×10⁵Pa；
（3）由圖可知，阻力f=40N，
自行車做勻速直線運動F_動=f=40N，
小明同學所做阻力做的功：W=fs=40N×100m=4×10³J；
因為輪胎癟了，阻力增大了，所以騎起來很費力．
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）該同學騎車時，自行車對地面的壓強為1.25×10⁵Pa；
（3）小明同學所做的功是4×10³J；因為輪胎癟了，阻力增大了，所以騎起來很費力．
點評：本題考查速度、壓強、做功的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，還要學會從題目所給信息中找到有用的數據．