Question

11．在提倡“低碳生活”的今天，自行車成為人們“綠色出行”的首選工具，越來越多的年輕人喜歡自行車運(yùn)動(dòng)．李偉參加了某市組織的成人自行車比賽，如圖所示的自行車為其比賽用車，其相關(guān)數(shù)據(jù)見表格．
（1）求車架的質(zhì)量；
（2）李偉在某路段勻速騎行6km，耗時(shí)10min，求他騎行的速度；
（3）估算比賽中的自行車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)．

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架材料的密度（kg/m3）	1.6×103
整車質(zhì)量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

Answer 1

分析 （1）知道車架材料的密度和體積，利用m=ρV求車架的質(zhì)量；
（2）利用速度公式求他騎行的速度；
（3）利用G=mg求車重，估測(cè)運(yùn)動(dòng)員的重，比賽時(shí)對(duì)地面的壓力等于運(yùn)動(dòng)員和車的總重，求出受力面積（兩個(gè)輪與地面的接觸面積），再利用壓強(qiáng)公式求比賽時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得車架的質(zhì)量：
m=ρV=1.6×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=4kg；
（2）他騎行的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
（3）車重G_車=m_車g=10kg×10N/kg=100N，
人的重G_人=500N，
比賽時(shí)對(duì)地面的壓力：
F=G=G_人+G_車=500N+100N=600N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=7.5×10⁵Pa．
答：（1）車架的質(zhì)量為4kg；
（2）李偉騎行的速度為10m/s；
（3）比賽中的自行車對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為7.5×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、密度公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，計(jì)算時(shí)注意比賽時(shí)對(duì)地面的壓力等于運(yùn)動(dòng)員和車的總重，受力面積等于兩個(gè)輪與地面的接觸面積．