人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.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

◎ 题目

人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.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(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值):

魔方格

运动距离s(m) 0 5 10 20 30 40 50 60 70
运动时间t(s) 0 2.4 4.2 6.3 7.8 9.0 10.0 11.0 12.0
各段速度(m/s) 2.08 4.76 6.67 8.33 10.0 10.0
(1)以纵轴代表自行车运动的距离s,横轴代表运动的时间t,试作出s-t图.
(2)根据(1)作出的s-t图知,自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度.请计算出上述表格中空缺的①、②处的数据:①______(m/s);②______(m/s).
(3)本次实验中,学生和自行车总质量约为75kg,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,则在20m-30m路段的平均阻力f1与30m-40m路段的平均阻力f2之比f1:f2=______;若整个过程中该同学骑车的功率P保持不变,则P=______W.

◎ 答案

(1)根据实验数据作出出s-t图

魔方格

(2)每一段的平均速度代替该段的速度.
根据v=
△x
△t

v1=
10-5
4.2-2.4
m/s=2.78m/s
v2=
50-40
10-9
m/s=10.0m/s
(3)设f=KV
f1:f2=V1:V2=6.67:8.33=0.8
9秒时,f=KV=10K,P=fV=100K
在开始运动9秒内,根据动能定理可知:
1
2
mv2=pt-f1s1-f2s2-f3s3-f4s4-f5s5
代入数据解得:k=5.53(Ns/m)
P=552W
故答案为:(1)作出s-t图.
(2)①2.78(m/s);
②10.0(m/s).
(3)f1:f2=0.8;P=552 W.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.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…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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