Question

2．小明將要上高中了，他爸爸給他買了一輛自行車，自行車的相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：

車架材料	車架材料體積/cm3	車架質(zhì)量/kg	整車質(zhì)量/kg
碳纖維	2500	4.5	10

（1）碳纖維的密度是多少？
（2）若小明的體重為500N，當(dāng)小明在水平路面上水平向前騎行時(shí)，輪胎與地面的總接觸面積為25cm²，則騎行時(shí)自行車對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知碳纖維車架的質(zhì)量和體積，可以得到材料密度；
（2）已知自行車質(zhì)量，可以得到車重；已知小明體重和車重，可以得到總重量；自行車對(duì)地面的壓力等于其重力，已知壓力和接觸面積，利用公式p=$\frac{F}{S}$得到對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）碳纖維的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4.5kg}{2.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（2）自行車受到的重力為G_車=m_車g=10kg×10N/kg=100N，
騎行過程中地面受到的壓力為F=G=G_人+G_車=500N+100N=600N，
騎行時(shí)自行車對(duì)路面的壓強(qiáng)是p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{25×10{\;}^{-4}m{\;}^{2}}$=2.4×10⁵Pa．
答：
（1）碳纖維的密度為1.8×10³kg/m³；
（2）騎行時(shí)自行車對(duì)路面的壓強(qiáng)是2.4×10⁵Pa．

點(diǎn)評(píng) 此題是一道力學(xué)綜合題，考查了密度、質(zhì)量、壓強(qiáng)計(jì)算公式，還涉及到二力平衡條件是應(yīng)用，難度不大，是一道基礎(chǔ)題．