Question

【題目】為了響應國家“低碳環保，節能排放”的號召，我國多地設置了共享單車租借站點．質量為55kg的小明同學在上學的路上租借了一輛自行車，從站點到學校的路程為1500m，騎車用時5min（設小明騎車上學做勻速直線運動）．
請解答下列問題：
（1）小明騎車的速度是多少？
（2）若自行車的質量為15kg，每個輪胎與地面的接觸面積為0.005m2 ， 則小明騎車時車對地面的壓強是多少？
（3）若自行車勻速行駛中所受阻力為人和車總重的0.1倍，則小明騎車的功率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：t=5min=300s，

則小明騎車的速度：v= = =5m/s

（2）解：小明騎車時車對地面的壓力：F=G總=m總g=（m人+m車）g=（55kg+15kg）×10N/kg=700N，

S=0.005m2×2=0.01m2，

則小明騎車時車對地面的壓強：p= = =7×104Pa

（3）解：因為單車做勻速直線運動，處于于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，

所以牽引力：F牽=f=0.1G總=0.1×700N=70N，

則小明騎車的功率：P= = =F牽v=70N×5m/s=350W

【解析】（1）已知路程和時間．利用v= 計算小明騎車的速度；（2）小明騎車時車對地面的壓力等于車和自身的重力之和，根據F=G=mg求出其大小，受力面積為兩個輪胎與地面的接觸面積之和，根據p= 求出對地面的壓強．（3）共享單車勻速行駛時處于平衡狀態，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，根據阻力與人和車總重的關系求出阻力，進而可知牽引力大小，然后根據P= = =Fv求出小明騎車的功率．
【考點精析】掌握壓強的大小及其計算和功率的計算與測量是解答本題的根本，需要知道壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．