Question

【題目】在提倡“低碳生活”的今天，自行車成為人們“綠色出行”的首選工具，越來越多的年輕人喜歡自行車運動。質量為40kg小明為了響應號召，每天都堅持騎自行車上學。自行車的相關數據如表。g取10N/kg，試求：

自行車凈重	200N
單輪與地面接觸的面積	50cm2
輪胎承受的最大氣壓	2.0×l05Pa
車輪直徑	0.61m
勻速行駛過程中的總阻力	總重力的0.05倍

（1）勻速行駛時，小明對自行車的動力為多大？

（2）小明行駛過程中，車輪對地面的壓強是多大？

（3）小明騎行過程中能載的貨物最多是多少？

Answer 1

【答案】(1)30N；(2)6×l04Pa；(3)140kg。

【解析】

(1)小明受到的重力：

G人＝m人g＝40kg×l0N/kg＝400N，

人和自行車的總重力：

G＝G人+G車＝400N+200N＝600N，

由題可知，勻速行駛過程中的總阻力：

f＝0.05G＝0.05×600N＝30N，

由于自行車勻速行駛，則小明對自行車的動力：

F動＝f＝30N；

(2)小明行駛過程中，車輪對地面的壓力：

F＝G＝600N，

受力面積：

S＝50cm2×2＝100cm2＝1×l0-2m2，

行駛時自行車對地面的壓強：

p＝＝6×l04Pa；

(3)已知輪胎承受的最大壓強為

p大＝2.0×l05Pa，

輪胎承受的最大壓力：

F大＝p大S＝2.0×l05Pa×1×l0-2m2＝2×l03N，

則自行車還能運載貨物的最大重力：

G貨＝F大﹣G＝2×l03N﹣600N＝1400N，

由G＝mg可得，自行車還能運載貨物的最大質量：

m貨＝＝140kg。

答：(1)勻速行駛時，小明對自行車的動力為30N；

(2)小明行駛過程中，車輪對地面的壓強是6×l04Pa；

(3)小明騎行過程中能載的貨物最多是140kg。