Question

2．近年來(lái)，獨(dú)輪電動(dòng)平衡車深受年輕人的喜愛．如圖所示，它采用站立式的駕駛方式，人通過身體的前傾、后仰實(shí)現(xiàn)駕駛．如表為某型號(hào)獨(dú)輪電動(dòng)車平衡車的部分?jǐn)?shù)據(jù)，則：

質(zhì)量	10kg
輪胎與地面接觸面積	30cm2
最大速度	16km/h
充滿電行程	24km

（1）當(dāng)獨(dú)輪電動(dòng)平衡車在平直路面上水平向右勻速行駛時(shí)，請(qǐng)圖乙畫出該車輪受到地面摩擦力的示意圖．
（2）質(zhì)量為50kg的人駕駛該車，在水平地面上勻速行駛．若所受阻力為總重力的0.2倍，此時(shí)該車受到的牽引力是多大？（g取10N/kg）
（3）質(zhì)量為50kg的人駕駛該車時(shí)，車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？

Answer 1

分析 （1）力的示意圖是用一個(gè)帶箭頭的線段把力的大小、方向、作用點(diǎn)三個(gè)要素表示出來(lái)，線段的長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭表示力的方向，線段起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)；
（2）利用G=mg求出人和電動(dòng)平衡車的總重力，然后利用阻力和重力的關(guān)系求出阻力，再利用二力平衡的條件得出牽引力大��；
（3）車在水平地面上，對(duì)水平地面的壓力大小等于人和車的總重力，又知受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)．

解答 解：（1）電動(dòng)平衡車在水平直路面上水平向右勻速行駛時(shí)，車輪給地面向后的摩擦力，根據(jù)力的作用是相互的，地面就給后輪向前的摩擦力；故該車輪受到地面摩擦力是水平向右的，過作用點(diǎn)作一條水平向右的線段，用符號(hào)f表示，如圖所示：
（2）人和電動(dòng)平衡車的總重力：
G_總=（m_人+m_車）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
因?yàn)殡妱?dòng)平衡車在水平地面上勻速行駛，即在水平方向上所受的力是平衡力．
可得牽引力：F=f=0.2G_總=0.2×600N=120N；
（3）車對(duì)水平地面的壓力：F_壓=G_總=600N，
車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{600N}{30×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa．
答：（1）如圖所示；
（2）若所受阻力為總重力的0.2倍，此時(shí)該車受到的牽引力是120N；
（3）質(zhì)量為50kg的人駕駛該車時(shí)，車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是2×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 此題考查力的表示方法、重力的計(jì)算、二力平衡的條件的應(yīng)用，壓強(qiáng)的大小計(jì)算，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是知道車對(duì)水平地面的壓力等于人和車的總重力，并能從表格中獲取相關(guān)信息加以計(jì)算．