如图所示,为了测量人骑自行车的功率,某活动小组进行了如下实验:在离出发线5m、10m、20m、30m、…70m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表.听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时.自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间.实验数据记录如下:
运动距离S(m)0510203040506070运动时间t(s)02.44.26.37.89.010.011.012.0(1)完成下表中空格的数据:
运动距离(m)0-55-1010-2020-3030-4040-5050-6060-70各段平均速度(m/s)2.084.766.678.3310.0010.00从数据分析可知:该同学骑自行车由静到动的过程中,先加速后匀速.关于加速的原因正确的是:________.
A.人骑自行车的牵引力等于阻力????????B.人骑自行车的牵引力大于阻力
C.人骑自行车的牵引力小于阻力??????? D.都有可能
(2)本次实验中,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,比例系数为15Ns/m,则在匀速运动过程中人骑自行车的牵引力为F=________N,若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=________W.
网友回答
解:根据表格中的数据可知,从5米点对应的时刻是2.4s,10米点对应的时刻是4.2s,所以从5米到10米这5米的路程,对应的时间1.8s.
根据速度计算公式可以求得此段路程的速度:v==≈2.78m/s.
同理可以求得从50米到60米这段路程的平均速度为10m/s.
(1)自行车在行驶过程中,受到牵引力和阻力(包括摩擦力和空气阻力)的作用,由于是加速运动,所以不是平衡状态,受到的牵引力和阻力不是一对平衡力,两者不相等,而是牵引力大于阻力.故选B.
(2)由题意知阻力和速度的关系式是:F阻=15Ns/m×v.当自行车匀速运动时,速度v为10m/s,代入关系式可得:F阻=15Ns/m×v=15Ns/m×10m/s=150N.
由于此时做匀速直线运动,处于平衡状态,所以牵引力等于阻力,故此时的牵引力为150N.
功率的计算公式p===F=Fv.
将匀速运动过程中的速度和牵引力代入公式,即可求得功率:P=Fv=150N×10m/s=1500W.
故