Question

4．我們知道，滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間的壓力有關(guān)，還與接觸面的粗糙程度有關(guān)．在物理學(xué)上，滑動(dòng)摩擦力的大小可以寫(xiě)成f=μF_N，其中f表示摩擦力的大小，μ是描述接觸面粗糙程度的物理量，叫動(dòng)摩擦因數(shù)，F(xiàn)_N表示壓力．如果自行車的質(zhì)量為15kg，自行車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1，自行車每個(gè)輪與地面的接觸面積為5cm²，一個(gè)中學(xué)生騎著自行車上學(xué)，中學(xué)生的質(zhì)量為50kg，則：
（1）他騎著自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要的動(dòng)力為多少？
（2）自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？

Answer 1

分析 （1）中學(xué)生騎著自行車對(duì)地面的壓力等于人和車的總重，根據(jù)f=μF_N求摩擦力，因?yàn)樗�騎著自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，所以受到的動(dòng)力等于摩擦力；
（2）求出受力面積，利用壓強(qiáng)公式求對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）中學(xué)生騎著自行車對(duì)地面的壓力：
F_N=G_總=（m_人+m_車）g=（15kg+50kg）×10N/kg=650N，
摩擦力：
f=μF_N=0.1×650N=65N，
因?yàn)樗�騎著自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，
所以動(dòng)力F=f=65N；
（2）受力面積S=2×5cm²=10cm²=10×10^-4m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{N}}{S}$=$\frac{650N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.5×10⁵Pa．
答：（1）他騎著自行車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要的動(dòng)力為65N；
（2）自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為6.5×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力的計(jì)算、壓強(qiáng)的計(jì)算、二力平衡條件的應(yīng)用，計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)注意受力面積是兩個(gè)輪子，易錯(cuò)點(diǎn)！