Question

小軍體重500N，他的家距離學校2400m，他騎自行車在水平路面上以4m/s的速度勻速直線行駛到校．有關數據在下表中列出：

自行車凈重	250N
行駛過程中輪胎與地面總接觸面積	5×10-3m2
勻速行駛時的總阻力	30N
車輪半徑	0.3m
輪胎承受的最大氣壓	2×105Pa

求：
（1）行駛過程中，車對地面的壓強是多大？
（2）小軍騎自行車上學單程至少要做多少功？功率為多少？

Answer 1

分析：（1）在水平面上壓力等于物體自身的重力，行駛過程中，車對地面的壓力等于車和人的總重力，根據公式p=

F

S

可求行駛過程中車對地面的壓強．
（2）因為勻速行駛，根據二力平衡可知受到的阻力就等于牽引力，利用公式W=FS可求做的功．
已知騎行的距離和所用時間，可以得到騎行的速度；已知牽引力和速度，利用公式P=Fv得到騎車功率．

解答：解：（1）由表格可知，車在行駛過程中，
車對地面的壓力為：
F=G=500N+250N=750N，
由壓強公式可得：
p=

F

S

=

750N

5×10-3m2

=1.5×10⁵Pa；
（2）由二力平衡可知，小軍對車的水平作用：
F_水平=f=30N，
小軍做功：
W=F_水平s=30N×2400m=7.2×10⁴J，
∵v=

s

t

，
∴單程時間：
t=

s

v

=

2400m

4m/s

=600s，
功率：
P=

W

t

=

7.2×104J

600s

=120W．
答：（1）行駛過程中，車對地面的壓強是1.5×10⁵Pa；
（2）小軍騎自行車上學單程至少要做7.2×10⁴J的功，功率為120W．

點評：本題考查壓力、壓強、牽引力、做功、功率等的計算，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力，物體做勻速運動受到平衡力作用．