Question

6．如圖自行車的質(zhì)量為15kg．質(zhì)量為45kg的小紅騎自行車在水平路面上以4m/s的速度勻速直線前進時，前后輪胎著地總面積約為100cm²，勻速行駛過程中的阻力為30N（忽略空氣的阻力，g取10N/kg）
（1）自行車所受重力是多少？
（2）自行車行駛過程中，車對地面的壓強是多少？
（3）小紅騎著自行車沿直線勻速行駛10min，前進的路程是多少？
（4）從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來看，應用了許多物理知識，請你仿照下表的示例，寫出兩個應用的實例．

示　例	用力捏車閘，通過增大剎車皮和車輪鋼圈之間的壓力來增大摩擦
例1	輪胎有花紋，增大了接觸表面的粗糙程度，增大了摩擦
例2	自行車的車座做成馬鞍形是為了減小壓強

Answer 1

分析 （1）知道自行車的質(zhì)量，利用G=mg求自行車所受重力；
（2）自行車行駛過程中，車對地面的壓等于人和車的總重力，知道受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求壓強；
（3）知道速度和時間，利用s=vt求前進的路程；
（4）自行車上有很多的物理知識，從摩擦力、壓強、杠桿、光的反射、聲等方面去考慮．

解答 解：
（1）自行車所受重力：
G₁=mg=15kg×10N/kg=150N；
（2）自行車行駛過程中，車對地面的壓：
F=G₁+G₂=（15kg+45kg）×10N/kg=600N，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6×10⁴Pa；
（3）前進的路程：
s=vt=4m/s×10×60s=2400m；
（4）輪胎有花紋，是通過增大接觸表面的粗糙程度來增大摩擦；
自行車的車座做成馬鞍形，是通過增大受力面積來減小壓強；
車輪做成圓形、車軸處裝有滾珠是通過滾動代替滑動來減小摩擦力；
塑料套緊套在車把手上，剎車時用力捏閘是通過增大壓力的方法增大摩擦力；
車把是省力杠桿等等．
答：（1）自行車所受重力是150N；
（2）自行車行駛過程中，車對地面的壓強是6×10⁴Pa；
（3）小紅騎著自行車沿直線勻速行駛10min，前進的路程是2400m；
（4）應用實例：

示 例	用力捏車閘，通過增大剎車皮和車輪鋼圈之間的壓力來增大摩擦
例1	輪胎有花紋，增大了接觸表面的粗糙程度，增大了摩擦
例2	自行車的車座做成馬鞍形是為了減小壓強

點評 本題力學綜合題，考查了重力公式、速度公式、壓強公式的應用，增大摩擦、減小壓強的方法，雖知識點多，但都屬于基礎難度變大，要求細心解答！