Question

【題目】山地車輕便實用，很受人們喜愛．一輛整車質量為10kg的山地車，車架由碳纖維材料制成，其體積為2500cm3，質量為4.5kg．運動員騎行時，山地車對水平地面的壓強是1.2×105Pa，車輪與地面的總接觸面積為80cm2g取10N/kg．試問：

（1）山地車在設計和使用上應用了很多物理知識，請寫出其中一條： ．

（2）碳纖維材料的密度是多少？

（3）運動員的質量是多少？

（4）若運動員在平直公路上以5m/s的速度勻速騎行了10min，所受阻力為32N，則運動員的騎行功率是多少？

Answer 1

【答案】（1）山地車的輪胎、車把和腳踏板等處都刻有花紋，目的是使接觸面粗糙，可以增大摩擦；

（2）碳纖維材料的密度是1.8×103kg/m3；

（3）運動員的質量是86kg；

（4）運動員的騎行功率是160W

【解析】試題分析：

（1）山地車的輪胎、車把和腳踏板等處都刻有花紋，目的是使接觸面粗糙，可以增大摩擦；

（2）碳纖維材料的密度為ρ===1.8×103kg/m3；

（3）因為p=，

所以地面受到的壓力為F=pS=1.2×105Pa×8×10﹣3m2=960N，

運動員和山地車的總重力為G總=F=960N，

因為G=mg，

所以總質量為m總===96kg，

所以運動員的質量為m人=m總﹣m車=96kg﹣10kg=86kg．

（4）運動員騎行的動力為F=f=32N，

騎行功率為P===Fv=fv=32N×5m/s=160W．