Question

（2013?青銅峽市模擬）如圖自行車(chē)的質(zhì)量為15㎏．質(zhì)量為45kg的小紅騎自行車(chē)在水平路面上以4m/s的速度勻速直線前進(jìn)時(shí)，前后輪胎著地總面積約為100cm²，勻速行駛過(guò)程中的阻力為30N（忽略空氣的阻力）
（1）自行車(chē)所受重力是多少？（g取10N/㎏）
（2）自行車(chē)行駛過(guò)程中，車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？（g取10N/kg）
（3）小紅騎著自行車(chē)沿直線勻速行駛10min，做了多少功？
（4）從它的結(jié)構(gòu)和使用來(lái)看，應(yīng)用了許多物理知識(shí)，請(qǐng)你仿照下表的示例，寫(xiě)出兩個(gè)應(yīng)用的實(shí)例．

示 例	用力捏車(chē)閘，通過(guò)增大剎車(chē)皮和車(chē)輪鋼圈之間的壓力來(lái)增大摩擦
例1	輪胎上刻有花紋；腳踏板凹凸不平；車(chē)的把手上有凹槽是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力
例2	車(chē)輪做成圓形；車(chē)軸處裝有滾珠是通過(guò)滾動(dòng)代替滑動(dòng)來(lái)減小摩擦力．

Answer 1

分析：（1）已知自行車(chē)的質(zhì)量，根據(jù)G=mg計(jì)算重力．
（2）騎車(chē)時(shí)對(duì)地面的壓力是人重和車(chē)重之和，受力面積是車(chē)和地面的接觸面積，根據(jù)壓強(qiáng)公式進(jìn)行計(jì)算．
（3）已知騎行時(shí)間和速度，可以得到路程；已知自行車(chē)受到的阻力，可以得到牽引力；已知牽引力和路程，利用公式W=FS得到做的功．
（4）自行車(chē)上有很多的物理知識(shí)，從摩擦力、壓強(qiáng)、杠桿、光的反射、聲等方面去考慮．

解答：解：
（1）自行車(chē)受到的重力為G₁=mg=15kg×10N/kg=150N．
答：自行車(chē)的重力是150N．
（2）自行車(chē)對(duì)地面的壓力為F=G₁+G₂=（15kg+45kg）×10N/kg=600N，
P=

F

S

=

600N

1×10-2m2

=6×10⁴Pa．
答：中學(xué)生騎車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為6×10⁴Pa．
（3）自行車(chē)通過(guò)的路程為S=vt=4m/s×10×60s=2400m
∵自行車(chē)勻速行駛，
∴受到的牽引力為F=f=30N
牽引力做的功為W=FS=30N×2400m=7.2×10⁴J．
答：牽引力做的功為7.2×10⁴J．
（4）答：

示例	用力捏車(chē)閘，通過(guò)增大剎車(chē)皮和車(chē)輪鋼圈之間的壓力來(lái)增大摩擦
例1	輪胎上刻有花紋；腳踏板凹凸不平；車(chē)的把手上有凹槽是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力．
例2	車(chē)輪做成圓形；車(chē)軸處裝有滾珠是通過(guò)滾動(dòng)代替滑動(dòng)來(lái)減小摩擦力．
例3	塑料套緊套在車(chē)把手上；剎車(chē)時(shí)用力捏閘是通過(guò)增大壓力的方法增大摩擦力．
例4	車(chē)把是省力杠桿．
例5	車(chē)座寬而平是利用增大接觸面積的方法減小壓強(qiáng)．

點(diǎn)評(píng)：自行車(chē)是中學(xué)生最熟悉的交通工具，在設(shè)計(jì)和使用上應(yīng)用了很多的物理知識(shí)或規(guī)律，應(yīng)該注意總結(jié)．