Question

14．2016年的網(wǎng)紅非“共享單車“莫屬，共享單車只需用手機(jī)掃“二維碼”即可騎走，給人們帶來了極大方便．其相關(guān)數(shù)據(jù)見右表：

車架材料	鋁合金
車架材料體積/cm3	2500
整車質(zhì)量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

（1）共享單車的車輪制成凹凸的花紋，是為了通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦．
（2）計(jì)算質(zhì)量為50kg的李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓強(qiáng)；
（3）若李明10min內(nèi)在某路段勻速騎行6km．該路段阻力為總重力的0.02倍，求李明騎行此路段時(shí)動力所做的功；
（4）求李明騎行此路段時(shí)的功率．

Answer 1

分析 （1）摩擦力的大小與接觸面的粗糙程度和壓力大小有關(guān)，據(jù)此解題；
（2）水平面上的物體，對水平面的壓力大小與物體重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$進(jìn)行計(jì)算；
（3）勻速直線運(yùn)動的物體，其所受的阻力與拉力為一對平衡力，根據(jù)W=Fs解題；
（4）完成功所用的時(shí)間，由P=$\frac{W}{t}$解題．

解答 解：
（1）共享單車的車輪制成凹凸的花紋，是為了通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦；
（2）李明騎行時(shí)的總重力G_總=m_總g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
李明騎行時(shí)對地面的壓力F=G_總=600N，
車輪和地面的受力面積S=4cm²×2=8cm²=8×10^-4m²，
李明騎行時(shí)對地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa；
（3）s=6km=6000m，
因勻速騎行，所以李明對車的動力F=f=0.02G_總=0.02×600N=12N，
李明騎行此路段時(shí)動力所做的功：W=Fs=12N×6000m=7.2×10⁴J；
（4）t=10min=600s，
李明的騎行功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{600s}$=120W．
答：（1）粗糙程度；
（2）質(zhì)量為50kg的李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓強(qiáng)為7.5×10⁵Pa；
（3）李明騎行此路段時(shí)動力所做的功為7.2×10⁴J；
（4）李明騎行此路段時(shí)的功率為120W．

點(diǎn)評 本題考查了影響摩擦力大小的因素、壓強(qiáng)、功及功率的計(jì)算，要理解壓力與重力的關(guān)系，綜合性較強(qiáng)．