Question

10．2014年11月2日在巢湖舉行第三屆環(huán)巢湖全國(guó)自行車賽，運(yùn)動(dòng)員趙華質(zhì)量為70kg，參加了小組選拔賽．如圖為他比賽用車，其相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示：

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/cm2	4

（1）若碳纖維車的車胎氣壓為6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，車胎的橡膠表面積約為0.4m²，則車輪胎所受的壓力是多大？（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓為1×10⁵Pa）
（2）計(jì)算比賽中的自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）趙華往某路段勻速騎行30km，耗時(shí)50min，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）已知壓與受力面積，由壓強(qiáng)公式可以求出壓力．
（2）地面所受的壓力等于車子和運(yùn)動(dòng)員的重力，由壓強(qiáng)公式可求地面受到的壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)運(yùn)動(dòng)員騎著一輛山地自行車在平直公路上勻速行駛，先判斷出運(yùn)動(dòng)員克服阻力所做的功W，應(yīng)用功率公式可以求出功率．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可知，輪胎受到的壓力：
F=pS=1×10⁵Pa×6×0.4m²=2.4×10⁵N；
（2）地面所受的壓力：
F=G=mg=（10kg+70kg）×10N/kg=800N；
地面受到的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=1×10⁶Pa．
（3）運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量約70kg，運(yùn)動(dòng)員與車的總重力：
G=mg=（70kg+10kg）×10N/kg=800N，
騎自行車克服阻力所做的功：
W=fs=0.02Gs=0.02×800N×3×10⁴m=480000J
功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{480000J}{60s×50}$=160W；
答：（1）車輪胎所受的壓力是2.4×10⁵Pa；
（2）比賽中的自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)1×10⁶Pa；
（3）他的騎行功率160W．

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