题文

如图所示，小华同学骑着一辆可调变速档位的自行车上学，在平直公路上匀速运动300m，所用时间为1min.假设自行车在行驶过程中受到的阻力为18N.请你解答： （1）在这段过程中，该同学做功的功率? （2）若小华和自行车总质量为60kg，每个车胎与地面的接触面积为20cm2，则该同学骑车时，自行车对地面的压强为多少？（g取10N/kg） （3）如果要骑车爬上一座高桥，他应该换用高速档还是低速档？请说明理由。

题型：计算题  难度：中档

答案

90W、1.5×105 Pa、低速档、相同功率，速度变小，牵引力可变大

试题分析：（1）因为自行车匀速运动，所以F=f=18N，t=1min=60s 在这段过程中，该同学做的功  在这段过程中，该同学做功的功率  (2) 小华和自行车对地面的压力 受力面积是 则该同学骑车时，自行车对地面的压强为 （3）由公式，可知他应该换用低速档，因为相同功率，速度变小，牵引力可变大。 点评：本题综合考核了功、功率的计算，公式的推导和应用，必须知道功率不变

据专家权威分析，试题“如图所示，小华同学骑着一辆可调变速档位的自行车上学，在平直公..”主要考查你对  功的概念  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功的概念

考点名称：功的概念

• 功的定义：
  必须有作用在物体上的力，且物体在这个力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做功；
  
  功的两个要素：
  一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离。

• 以下三种情况下力对物体不做功：
  (1)靠惯性运动的物体没有力对它做功。例如：某同学踢足球，球离开脚后飞出10m远，足球飞出10m 远的过程中，人做功为零。
  
  (2)物体受到力的作用，但没有移动距离，也就不可能在力的方向上通过距离，力对物体不做功。如：一辆汽车停止在路边，一个人用很大的力却没有推动它。推力对汽车不做功。
  
  (3)物体受到力的作用，同时也运动了一段距离，但两者相互垂直，即在力的方向上没有通过距离，这个力也没有对物体做功。如手提水桶在水平面上运动一段距离，水桶虽然受到手的提力作用，但是由于手提桶的力的方向始终竖直向上，跟水平地面垂直，所以在水平面上走得再远，手的提力对水桶也没有做功。

• 功和机械能知识梳理：
  

• 如何判断力对物体是否做功：
      判断力对物体是否做功，可以从物体在力的作用下，在该力的方向上是否移动了距离来进行判断。
      如冰块在光滑冰面上匀速滑动，水平方向上没有受到力的作用，只是在竖直方向上受重力和支持力；因此，水平方向上没有力对冰块做功，而竖直方向上，重力、支持力的方向都与冰块运动的方向垂直，所以重力、支持力也没有对冰块做功。
      人用力推车，对车有水平推力，且车沿水平方向通过了距离，符合做功的两个要素，推力做了功。
  
  例1教学大楼每层楼高为3m，小明提着一重 50N的箱子，沿楼梯从一楼登上三楼，再沿三楼水平走廊走了4m进入教室，从一楼到教室过程中小明对箱子做的总功为(   )
  A．0J  B．300J  C．450J  D．500J
  
  解析：本题包括两个过程，一是小明将50N的箱子提高6m，人对箱子的拉力是50N，箱子在拉力方向上移动6m的距离，根据W=Fs=50N×6m= 300J；另一过程是提着箱子在水平走廊走了4m，拉力和箱子移动距离的方向垂直，在这一过程中人没有做功。
  
  答案：B