Question

9．一個(gè)體重為500N的同學(xué)騎自行車上學(xué)，在水平路面上以4m/s的速度勻速行駛，有關(guān)數(shù)據(jù)如表所示．求：

自行車凈重	200N
行駛過程輪胎與地面接觸總面積	1×10-2m2
勻速行駛過程中的總阻力	30N
車輪直徑	0.61m
輪胎承受的最大壓強(qiáng)	1.2×105Pa

（1）在行駛過程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
（2）該同學(xué)在騎車過程中最多還能搭載體重為多少的同學(xué)？

Answer 1

分析 （1）在行駛過程中，地面受到的壓力等于車重和學(xué)生的體重之和，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）已知輪胎承受的最大壓強(qiáng)和輪胎與地面總接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可求行駛過程中的最大壓力，即為最大重力，減去該同學(xué)體重與自行車凈重即為該自行車最多還能承載的重力．

解答 解：
（1）自行車對(duì)地面的壓力：
F_壓=G_人+G_車=500N+200N=700N，
自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7×10⁴Pa；
（2）已知輪胎承受的最大壓強(qiáng)p′=1.2×10⁵Pa；
設(shè)要搭載同學(xué)的體重為G_x，據(jù)p=$\frac{F}{S}$得
p′=$\frac{{G}_{人}+{G}_{車}+{G}_{x}}{S}$，
則G_x=p′S-G_人-G_車=1.2×10⁵Pa×1×10^-2m²-500N-200N=500N．
答：（1）在行駛過程中，車對(duì)地面的壓強(qiáng)是7×10⁴Pa；
（2）該同學(xué)在騎車過程中最多還能搭載體重為500N的同學(xué)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)和路程的計(jì)算，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，同時(shí)注意地面受到的壓力等于車重和學(xué)生的體重之和．