Question

下表是某種型號自行車的主要技術參數．某同學到學校的路程是3.6×10³m的平直路面，騎車從家到學校的時間約為20min，該同學的質量是40kg．求該同學騎車上學時：
（1）平均速度；
（2）他騎車時對地面的壓強；
（3）他騎車時自行車后座能攜帶物體的質量（g=10N/kg）．
（解答要求寫出依據的主要公式或變形公式，要有數據代入和運算結果）

自行車凈重	120N
行駛過程中輪胎與地面總接觸面積	1×10-2m2
車輪直徑	0.60m
輪胎承受的最大壓強	1.3×105Pa

Answer 1

【答案】分析：（1）已知自行車行駛的距離和時間，利用v=計算平均速度；
（2）已知學生的質量可以得到體重，已知學生體重和自行車重，可以得到總重；自行車對地面的壓力等于人和車的總重；已知壓力和輪胎與地面的接觸面積，利用P=計算自行車對地面的壓強；
（3）根據自行車輪胎能承受的最大壓強求出自行車對地面的壓力，進一步求出自行車、人、貨物的總質量，從而求出貨物的質量．
解答：解：
（1）騎自行車的平均速度為v===3m/s；
（2）自行車對地面的壓力F等于自行車受的重力G_總，
F=G_總=mg+G_車=40kg×10N/kg+120N=520N，
自行車對地面的壓強
P===5.2×10⁴Pa．
（3）自行車對地面的最大壓力F_最大=P_最大S_面積=1.3×10⁵Pa×1×10^-2_m2=1.3×10³N，
自行車的總重力G'_總=F_最大=1.3×10³N，
自行車的總質量m'_總===130kg，
自行車自身的質量m_車===12kg，
自行車后座能攜帶物體的質量m_貨=m'_總-m-m_車=130kg-40kg-12kg=78kg．
答：
（1）平均速度是3m/s．
（2）對地面的壓強是5.2×10⁴Pa．
（3）自行車后座能攜帶物體的質量78kg．
點評：本題考查了：求平均速度、壓強公式及其變形公式、物體的重力與質量的關系，難度不大，是一道基礎題．