Question

1．共享單車成了城市中一道靚麗的風景線，為我們的綠色出行帶來了便利．當我們使用共享單車APP掃描車輛二維碼時，手機就會通過網絡將這個二維碼信息傳送到云端，云端收到信息后識別該車輛，并通知該車輛的車鎖打開，完成了用戶借車動作；單車使用完畢后，鎖好車，完成了用戶還車動作，整個租借流程結束．如圖是某集團投放市場的共享單車，某位市民騎著車在平直的水平路面上以18km/h的速度勻速行駛，已知該市民質量為60kg，自行車質量為10kg，前后輪胎和地面總接觸面積為2×10^-3m²．假定騎行過程中人和車受到的阻力恒為15N，在該市民騎行過程中，求：（g=10N/kg）
（1）自行車對水平路面的壓力；
（2）自行車對水平路面的壓強；
（3）該市民做功的功率．

Answer 1

分析 （1）（2）已知人和車的質量，利用重力公式求人和車的總重力；自行車對水平路面的壓力等于總重力，又知道受力面積，利用壓強公式求自行車對水平路面的壓強；
（3）根據題意可求出阻力大小，由二力平衡條件可知動力大小，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv計算該市民做功的功率．

解答 解：（1）自行車對水平路面的壓力：
F_壓=G_總=（m_人+m_車）g=（60kg+10kg）×10N/kg=700N；
（2）自行車對水平路面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3.5×10⁵Pa；
（3）該市民騎行自行車的速度：
v=18km/h=18×$\frac{1}{3.6}$m/s=5m/s，
由題意可知，阻力f=15N，
市民騎著自行車在平直的水平路面上勻速行駛，則動力：F=f=15N，
該市民做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=15N×5m/s=75W．
答：（1）自行車對水平路面的壓力為700N；
（2）自行車對水平路面的壓強為3.5×10⁵Pa；
（3）該市民做功的功率為75W．

點評 本題考查了重力、壓強、功率的計算，同時考查二力平衡條件及其應用，關鍵是知道自行車對水平路面的壓力等于自行車與人的總重力．