Question

7．李明同学骑自行车上学，他家到学校的路程为3.6Km．李明上学前称得人与书包总重为600N，自行车重为300N，7点45分他从家里出发，他要在8点前到学校，在骑车过程中受到的阻力恒为50N．求：
（1）通过计算可知李明同学骑车平均速度至少要多少？
（2）李明在骑车过程中，自行车两个车轮与路面接触的总面积为0.003m²，在此过程中自行车对路面的压强为多少帕斯卡？
（3）从家骑车到学校的过程中，李明克服阻力做功为多少焦耳？

Answer 1

分析 （1）已知离家时间和到校时间，可以得到骑自行车的时间，已知家到学校的距离和骑自行车时间，可以得到骑行的速度；
（2）根据李明上学前称得人与书包总重为600N，自行车重为300N，可知总重力，此时总重力即为自行车对路面的压力，再利用p=$\frac{F}{S}$即可李明在此过程中自行车对路面的压强；
（3）匀速骑行过程中，自行车水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力．根据在骑车过程中受到的阻力恒为50N，他家到学校的路程为3.6mm，利用W=Fs即可求出李明克服阻力做的功．

解答 解：
（1）李明从家到学校用的时间t=8：00-7：45=15min=0.25h，
李明骑自行车的速度为v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3.6km}{0.25h}$=14.4km/h；
（2）人和自行车对地面的压力F_总=G_总=600N+300N=900N，
在此过程中自行车对路面的压强p=$\frac{{F}_{总}}{S}$=$\frac{900N}{0.003{m}^{2}}$=3×10⁵Pa．
（3）骑自行车过程中，克服阻力做的功为W=Fs=fs=50N×3600m=1.8×10⁵J．
答：
（1）李明骑自行车的速度为14.4km/h；
（2）在此过程中自行车对路面的压强为3×10⁵Pa；
（3）李明克服阻力做功为1.8×10⁵J．

点评 此题涉及到的知识点较多，是一道综合性较强的题目，在计算时注意两点：①静止在水平面上的物体，此时的压力即为重力，②计算时要注意统一使用国际制单位．