Question

如圖1所示，質(zhì)量為40kg的小明同學(xué)騎著一輛自行車在平直公路上勻速運(yùn)動(dòng)100m，所用時(shí)間為20s．求：
（1）自行車行駛的速度？
（2）若自行車質(zhì)量為10kg，車胎與地面總的接觸面積為40cm²，則該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)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(xué)所做的功是多少？在騎車過程中，小明發(fā)現(xiàn)越來越費(fèi)力，下車一看，發(fā)現(xiàn)輪胎癟了，所以騎起來很費(fèi)力，請(qǐng)問這是什么原因？

Answer 1

分析：（1）已知行駛的路程和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出自行車行駛的速度；
（2）自行車對(duì)地面的壓力等于人和車的重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，根據(jù)壓強(qiáng)公式求出自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力，根據(jù)公式W=Fs可求阻力做的功，輪胎癟了，阻力會(huì)增大，所以騎起來很費(fèi)力．

解答：解：（1）自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)：
v=

s

t

=

100m

20s

=5m/s；
（2）人和車對(duì)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(qiáng)：p=

F

S

=

500N

0.004m2

=1.25×10⁵Pa；
（3）由圖可知，阻力f=40N，
自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)F_動(dòng)=f=40N，
小明同學(xué)所做阻力做的功：W=fs=40N×100m=4×10³J；
因?yàn)檩喬グT了，阻力增大了，所以騎起來很費(fèi)力．
答：（1）自行車行駛的速度為5m/s；
（2）該同學(xué)騎車時(shí)，自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.25×10⁵Pa；
（3）小明同學(xué)所做的功是4×10³J；因?yàn)檩喬グT了，阻力增大了，所以騎起來很費(fèi)力．

點(diǎn)評(píng)：本題考查速度、壓強(qiáng)、做功的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于物體自身的重力，還要學(xué)會(huì)從題目所給信息中找到有用的數(shù)據(jù)．