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小军体重500N,他的家距离学校2400m,他骑自行车在水平路面上以4m/s的速度匀速直线行驶到校.有关数据在下表中列出:
自行车净重 250N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积 5×10-3m2
匀速行驶时的总阻力 30N
车轮半径 0.3m
轮胎承受的最大气压 2×105Pa
求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学单程至少要做多少功?功率为多少?
分析:(1)在水平面上压力等于物体自身的重力,行驶过程中,车对地面的压力等于车和人的总重力,根据公式p=
F
S
可求行驶过程中车对地面的压强.
(2)因为匀速行驶,根据二力平衡可知受到的阻力就等于牵引力,利用公式W=FS可求做的功.
已知骑行的距离和所用时间,可以得到骑行的速度;已知牵引力和速度,利用公式P=Fv得到骑车功率.
解答:解:(1)由表格可知,车在行驶过程中,
车对地面的压力为:
F=G=500N+250N=750N,
由压强公式可得:
p=
F
S
=
750N
5×10-3m2
=1.5×105Pa;
(2)由二力平衡可知,小军对车的水平作用:
F水平=f=30N,
小军做功:
W=F水平s=30N×2400m=7.2×104J,
∵v=
s
t

∴单程时间:
t=
s
v
=
2400m
4m/s
=600s,
功率:
P=
W
t
=
7.2×104J
600s
=120W.
答:(1)行驶过程中,车对地面的压强是1.5×105Pa;
(2)小军骑自行车上学单程至少要做7.2×104J的功,功率为120W.
点评:本题考查压力、压强、牵引力、做功、功率等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上压力等于物体自身的重力,物体做匀速运动受到平衡力作用.
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匀速行驶时的总阻力 30N
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求:(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
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行驶过程中轮胎与地面总接触面积 5×10-3m2
匀速行驶时的总阻力 30N
车轮半径 0.3m
轮胎承受的最大气压 2×105Pa
求:
(1)行驶过程中,车对地面的压强是多大?
(2)小军骑自行车上学一程至少要做多少功?
(3)小军骑车的功率是多大?

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