Question

19．山地自行車具有節(jié)能環(huán)保、靈活方便和安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)．因此，它越來越受到驢友們的青睞，是驢友健身、郊游出行的首選工具．樂樂的質(zhì)量是65kg，每只腳的面積為200cm³．他新買的山地自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)如表．g取10N/kg．求：

車駕材料	碳纖維
整車質(zhì)量/kg	11
單輪接觸機(jī)面積/cm2	4

（1）樂樂在騎行過程中對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）樂樂在某路段勻速騎行4km，用時(shí)5min，受到的阻力為人和車總重力的0.03倍，則他騎行的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）已知自行車整車質(zhì)量和樂樂的質(zhì)量，可以得到總質(zhì)量；已知總質(zhì)量可以得到總重力，自行車對(duì)地面的壓力等于總重力；已知單輪與地面的接觸面積，可以得到自行車與地面的接觸面積；已知壓力和接觸面積，可以得到騎行過程中自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）勻速騎行過程中，施加的動(dòng)力與阻力是一對(duì)平衡力，已知阻力與總重力的關(guān)系，可以得到阻力、動(dòng)力；已知?jiǎng)恿�和騎行距離，可以得到總功，已知功和時(shí)間，可以得到騎行功率．

解答 解：（1）樂樂的重力：G_人=m_人g=65kg×10N/kg=650N，
車的重力：G_車=m_車g=11kg×10N/kg=110N，
比賽過程中，自行車對(duì)地面的壓力為F_壓=G_人+G_車=650N+110N=760N，
車輪與地面的接觸面積為S=2×4cm²=8cm²=8×10^-4_m2，
比賽過程中，自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)為p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{760N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=9.5×10⁵Pa；
（2）阻力f=0.03G_總=0.03×760N=22.8N，
因?yàn)闃窐穭蛩傩旭�，則騎行過程中施加的動(dòng)力為F_動(dòng)=f=22.8N，
騎行過程做的功為W=F_動(dòng)s=22.8N×4000m=9.12×10⁴J，
騎行的功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.12×1{0}^{4}J}{5×60s}$=304W．
答：（1）樂樂在騎行過程中對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是9.5×10⁵Pa；
（2）他騎行的功率是304W．

點(diǎn)評(píng) 此題是一道力學(xué)綜合題，考查了二力平衡條件的應(yīng)用、功、功率、壓強(qiáng)的計(jì)算，掌握基本公式或規(guī)律，是正確解答的關(guān)鍵．注意正確進(jìn)行單位換算．