Question

為了倡導(dǎo)“節(jié)能減排、低碳生活”的理念，質(zhì)量為50kg的小明堅(jiān)持每天騎自行車上學(xué)，他家到學(xué)校的路程是6km，用時(shí)20min．小明自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
（1）小明從家到學(xué)校騎車的平均速度是多少？
（2）若自行車所受的阻力為人車總重的0.02倍，則小明從家到學(xué)�？朔�阻力做了多少功？
（3）通過計(jì)算說明小明騎自行車時(shí)能否攜帶質(zhì)量為80kg的重物？（g=10N/kg）

自行車凈重	120N
行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積	0.01m2
輪胎承受的最大壓強(qiáng)	1.4×105Pa

Answer 1

分析：（1）已知他家到學(xué)校的路程和時(shí)間，利用速度公式v=

s

t

即可求出小明的騎車速度．
（2）根據(jù)在騎車過程中受到的阻力為人車總重的0.02倍，他家到學(xué)校的路程為3.6km，利用W=Fs即可求出小明克服阻力做的功；
（3）知道輪胎承受的最大壓強(qiáng)和輪胎與地面的接觸面積，利用P=

F

S

即可求出小明騎車時(shí)對地面的壓力，即小明和自行車的總重力，根據(jù)小明的質(zhì)量求出他的重力，又知道所騎自行車重為120N，可求出攜帶重物的重力．

解答：解：（1）小明從家到學(xué)校騎車的平均速度
v=

s

t

=

6000m

1200s

=5m/s
（2）自行車和人的總重G=G_車+G_人=G_車+m_人g=120N+50kg×10N/kg=620N
自行車所受的阻力f=0.02G=0.02×620N=12.4N
小明從家到學(xué)�？朔�阻力做的功W=fs=12.4N×6000m=74400J
（3）∵P=

F

S

∴自行車輪胎所能承受的最大壓力（即為自行車、人和貨物的總重）G_總=F=PS=1.4×10⁵Pa×0.01m²=1400N
所以能承載的最大貨物重為G_貨=G_總-G=1400N-620N=780N
貨物的最大質(zhì)量為m=

G

g

=

780N

10N/kg

=78kg＜80kg，
所以小明騎自行車時(shí)不能攜帶質(zhì)量為80kg的重物．
答：（1）小明從家到學(xué)校騎車的平均速度為5m/s；
（2）小明從家到學(xué)校克服阻力做的功為74400J；
（3）小明騎自行車時(shí)不能攜帶質(zhì)量為80kg的重物．

點(diǎn)評：此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，有速度的計(jì)算、重力的計(jì)算、功的計(jì)算、壓強(qiáng)的計(jì)算等，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，在計(jì)算時(shí)注意兩點(diǎn)：①靜止在水平面上的物體，此時(shí)的壓力即為重力，②計(jì)算時(shí)要注意統(tǒng)一使用國際制單位．