Question

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

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質量/kg	4.5
整車質量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

（1）若碳纖維車的車胎氣壓為6個標準大氣壓，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個標準大氣壓為1×10⁵Pa）
（2）計算比賽中的自行車對地面的壓強；
（3）趙華往某路段勻速騎行30km，耗時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，由壓強公式可以求出壓力．
（2）地面所受的壓力等于車子和運動員的重力，由壓強公式可求地面受到的壓強．
（3）根據(jù)運動員騎著一輛山地自行車在平直公路上勻速行駛，先判斷出運動員克服阻力所做的功W，應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：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=1×10⁶Pa．
（3）運動員的質量約70kg，運動員與車的總重力：
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）比賽中的自行車對地面的壓強1×10⁶Pa；
（3）他的騎行功率160W．

點評 本題考查質量、重力、壓力、壓強的計算，關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．