Question

11．由連云港市市政府主導，某集團投資建設的公共自行車項目，通過相關部門的宣傳“綠色出行，低碳生活”的理念伸入人心．經過一段時間的運行，公共自行車已經真正融入到港城人民的生活中．一位市民騎著自行車在平直的水平路面上以5m/s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）自行車對水平路面的壓力等于自行車與人的總重力，重力利用G=mg計算；
（2）已知壓力和受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計算自行車對水平路面的壓強；
（3）根據二力平衡可知動力大小，又知速度，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=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=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{2×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=3.5×10⁵Pa；
（3）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 此題考查重力、壓強、功率的計算，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．