Question

19．目前街上看到很多膜拜單車(chē)，如表是一種型號(hào)膜拜單車(chē)的主要技術(shù)參數(shù)．某同學(xué)到學(xué)校的路程是3.6×10³m的平直路面，騎車(chē)從家到學(xué)校的時(shí)間約為20min，該同學(xué)的質(zhì)量是40Kg．求該同學(xué)騎車(chē)上學(xué)時(shí)：

自行車(chē)凈重	1200N
行駛過(guò)程中輪胎與地面總接觸面積	100cm2
車(chē)輪直徑	60cm
輪胎承受的最大壓強(qiáng)	2×105Pa

（1）平均速度
（2）對(duì)地面的壓強(qiáng)
（3）可以攜帶物體的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）已知自行車(chē)路程s，家到學(xué)校的時(shí)間t，由平均速度可求出平均速度．
（2）先求出自行車(chē)對(duì)地面的壓力F，已知車(chē)與地面的接觸面積s，由壓強(qiáng)公式可求出壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)自行車(chē)輪胎能承受的最大壓強(qiáng)求出自行車(chē)對(duì)地面的壓力，進(jìn)一步求出自行車(chē)、人、貨物的總質(zhì)量，從而求出貨物的質(zhì)量．

解答 解：由題意知：該同學(xué)上學(xué)的路程s=3.6×10³m，上學(xué)所用時(shí)間t=20min=1200s，學(xué)生的質(zhì)量m=40Kg，
自行車(chē)重G_{自行車(chē)}=1200N，輪胎與地面的接觸面積S_面積=1×10^-2m²，輪胎承受的最大壓強(qiáng)P_最大=2×10⁵Pa．
（1）該同學(xué)騎車(chē)上學(xué)時(shí)的平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{3}m}{1200s}$=3m/s．
（2）自行車(chē)對(duì)地面的壓力F等于自行車(chē)受的重力G_總，
F=G_總=mg+G_{自行車(chē)}=40Kg×10N/kg+1200N=1600N，
自行車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)
P=$\frac{F}{{S}_{面積}}$=$\frac{1600N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.6×10⁵Pa．
（3）自行車(chē)對(duì)地面的最大壓力F_最大=P_最大S_面積=2×10⁵Pa×1×10^-2m²=2×10³N，
自行車(chē)的總重力G'_總=F_最大=2×10³N，自行車(chē)的總質(zhì)量m'_總=$\frac{{G}_{總}(cāng)′}{g}$=$\frac{2000N}{10N/kg}$=200kg，
自行車(chē)自身的質(zhì)量m_{自行車(chē)}=$\frac{{G}_{自行車(chē)}}{g}$=$\frac{1200N}{10N/kg}$=120kg，
自行車(chē)后座能攜帶物體的質(zhì)量m_貨物=m'_總-m-m_{自行車(chē)}=200kg-40kg-120kg=40kg．
答：（1）平均速度是3m/s．（2）對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.6×10⁵Pa．（3）自行車(chē)后座能攜帶物體的質(zhì)量40kg．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求平均速度、壓強(qiáng)公式及其變形公式、物體的重力與質(zhì)量的關(guān)系，難度不大，是一道常見(jiàn)題．