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4.我们知道,滑动摩擦力的大小与物体间的压力有关,还与接触面的粗糙程度有关.在物理学上,滑动摩擦力的大小可以写成f=μFN,其中f表示摩擦力的大小,μ是描述接触面粗糙程度的物理量,叫动摩擦因数,FN表示压力.如果自行车的质量为15kg,自行车与地面的动摩擦因数为0.1,自行车每个轮与地面的接触面积为5cm2,一个中学生骑着自行车上学,中学生的质量为50kg,则:
(1)他骑着自行车做匀速直线运动时,需要的动力为多少?
(2)自行车对地面的压强为多少?

分析 (1)中学生骑着自行车对地面的压力等于人和车的总重,根据f=μFN求摩擦力,因为他骑着自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,所以受到的动力等于摩擦力;
(2)求出受力面积,利用压强公式求对地面的压强.

解答 解:
(1)中学生骑着自行车对地面的压力:
FN=G=(m+m)g=(15kg+50kg)×10N/kg=650N,
摩擦力:
f=μFN=0.1×650N=65N,
因为他骑着自行车做匀速直线运动,处于平衡状态,
所以动力F=f=65N;
(2)受力面积S=2×5cm2=10cm2=10×10-4m2
对地面的压强:
p=$\frac{{F}_{N}}{S}$=$\frac{650N}{10×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.5×105Pa.
答:(1)他骑着自行车做匀速直线运动时,需要的动力为65N;
(2)自行车对地面的压强为6.5×105Pa.

点评 本题考查了重力的计算、压强的计算、二力平衡条件的应用,计算压强时注意受力面积是两个轮子,易错点!

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