Question

某課外活動小組圍繞自行車問題進行了廣泛研究，其中的部分問題如下：
（1）自行車上很多部位采取了增大有益摩擦和減小有害摩擦的措施．
請各舉一例：

輪胎凹凸不平增大摩擦

，

軸中用滾動代替滑動減小摩擦

．
（2）城市人口密集，上、下班高峰交通問題突出．政府部門提倡人們盡量以自行車為交通工具．請你就環保的角度，說說提倡使用自行車而減少私家車的好處：

減少空氣污染

．
（3）我國是自行車王國，有些城市正大力發展電動自行車．某電動自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時所受阻力為總重的0.03倍，自行車的牽引力多大？此時供電電流為10A，電能轉化為機械能的效率為75%．求電動自行車前進的速度．

Answer 1

分析：（1）增大摩擦的方法可以從增加接觸面的粗糙程度、增大壓力入手結合自行車的構造得到答案．
（2）作為一個交通工具，自行車與私家車的主要區別在于它沒有內燃機，不需要燃料的燃燒，由此入手即可得到答案．
（3）根據題目中告訴的重力以及重力與阻力的關系可以求得自行車的牽引力．

解答：解：（1）為了增大摩擦，自行車的輪胎、腳踏板、把手上面都有凹凸不平的花紋．
為了減小摩擦，自行車中相對運動的各部件之間都用鋼珠，使兩者之間的滑動摩擦變為滾動摩擦．
（2）相對應機動車輛而言，自行車沒有尾氣的排放，可以減小空氣污染．
（3）汽車勻速行駛，牽引力等于阻力，即F=F_阻=0.03G=0.03×1000N=30N；
電動機消耗電能的總功率：P_總=UI=24V×10A=240W，
轉化成的機械能的有用功率：P_有=P_總×η=240W×75%=180W，
根據功率的計算公式：P_有=FV，
推出電動車的速度：V=

P有

F

=

180W

30N

=6m/s．
答：（1）增大摩擦的例子：輪胎凹凸不平增大摩擦；
減小摩擦的例子：軸中用滾動代替滑動減小摩擦；
（2）使用自行車的好處：減少空氣污染；      
（3）自行車的牽引力30N；
電動自行車前進的速度為 6m/s．

點評：在自行車的結構設計中，要明確哪些摩擦是有益摩擦，哪些摩擦是有害的摩擦，這是解決此題的關鍵．
對于自行車的與私家車相比起優點有多方面，如可以減少交通壓力，有利于身體健康等，關鍵是看問題的角度．