Question

20．2016年的網(wǎng)紅非“共享單車“莫屬，共享單車只需用手機(jī)掃“二維碼”即可騎走，給人們帶來了極大方便．其相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：
（1）共享單車的車輪制成凹凸的花紋，是為了通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦．
（2）計(jì)算質(zhì)量為50kg的李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓強(qiáng)；

車架材料	鋁合金
車架材料體積/cm3	2500
整車質(zhì)量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

（3）若李明10min內(nèi)在某路段勻速騎行6km．該路段阻力為總重力的0.02倍，求李明騎行此路段時(shí)的速度和對單車的動力．

Answer 1

分析 （1）增大摩擦力的方法：在接觸面粗糙程度一定時(shí)，通過增大壓力來增大摩擦力；在壓力一定時(shí)，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
（2）李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓力等于李明和單車的總重力，利用G=mg求出，再利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)大�。�
（3）利用阻力為總重力的0.02倍求出阻力，再利用二力平衡的條件得出動力，利用速度公式計(jì)算速度．

解答 解：（1）共享單車的車輪制成凹凸的花紋，是在壓力一定時(shí)，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
（2）李明騎行時(shí)的總重力：
G_總=m_總g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
李明騎行時(shí)對地面的壓力：
F=G_總=600N，
車輪和地面的受力面積：
S=4cm²×2=8cm²=8×10^-4m²
李明騎行時(shí)對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa；
（3）s=6km=6000m，
騎行速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
因勻速騎行，所以李明對車的動力：
F=f=0.02G_總=0.02×600N=12N．
答：（1）粗糙程度；
（2）李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓強(qiáng)為7.5×10⁵Pa；
（3）李明騎行此路段時(shí)的速度為10m/s；對單車的動力為12N．

點(diǎn)評 此題考查增大摩擦的方法、壓強(qiáng)的大小計(jì)算、速度的計(jì)算、二力平衡條件及其應(yīng)用等，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是知道李明騎行時(shí)共享單車對地面的壓力等于李明和單車的總重力．