Question

9．隨著健康生活、綠色出行的理念逐漸深入人心，自行車越來越受到人們的青睞，思茅就有不少自行車愛好者，他們經(jīng)常組織騎行比賽．圖為常見的山地自行車，其相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質(zhì)量/kg	4.5
整車質(zhì)量/kg	10
單輪接觸面積/m2	4×10-4

（1）求碳纖維車架的密度；
（2）計算一名質(zhì)量為50Kg的中學(xué)生騎行時自行車對地面的壓強；
（3）在一次比賽中，李偉在某路段勻速騎行6km，耗時10min，若該路段阻力為總重力的0.02倍，求他的騎行功率．

Answer 1

分析 （1）從表中數(shù)據(jù)可知碳纖維車架的質(zhì)量和體積，利用密度公式即可求得其密度；
（2）地面所受的壓力等于車子和運動員的重力，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求地面受到的壓強．
（3）根據(jù)中學(xué)生騎著自行車在平直公路上勻速行駛，先判斷出中學(xué)生克服阻力所做的功W，再用公式P=$\frac{W}{t}$算出功率

解答 解：
（1）碳纖維車架的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4.5kg}{2.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（2）地面所受的壓力F=G=m′g=（10kg+50kg）×10N/kg=600N；
地面受到的壓強為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×2×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa．
（3）中學(xué)生的質(zhì)量50kg，中學(xué)生與車的總重力G=m′g=（50kg+10kg）×10N/kg=800N；
f=0.02G=0.02×600N=12N 
騎自行車克服阻力所做的功W=Fs=12×6×10³m=7.2×10⁴J；
功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{10×60s}$=120W；
答：（1）碳纖維車架的密度1.8×10³kg/m³；
（2）中學(xué)生騎行時自行車對地面的壓強7.5×10⁵Pa；
（3）他的騎行功率120W．

點評 本題考查質(zhì)量、重力、壓力、壓強的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，解題過程中要注意單位的換算．還要知道從表中提取有用的信息．