Question

為了倡導“節能減排、低碳生活”的理念，質量為50kg的小明堅持每天騎自行車上學，他家到學校的路程是6krn，用時20min．小明自行車的相關數據如下表：
（1）小明從家到學校騎車的平均速度是多少？
（2）若自行車所受的阻力為人車總重的0.02倍，則小明從家到學校克服阻力做了多少功？
（3）通過計算說明小明騎自行車時能否攜帶質量為80kg的重物？（g=10N/kg）

自行車凈重	120N
行駛過程中輪胎與地面接觸的總面積	0.01m2
輪胎承受的最大壓強	1.4×105Pa

Answer 1

解：（1）小明從家到學校騎車的平均速度
v===5m/s
（2）自行車和人的總重G=G_車+G_人=G_車+m_人g=120N+50kg×10N/kg=620N
自行車所受的阻力f=0.02G=0.02×620N=12.4N
小明從家到學校克服阻力做的功W=fs=12.4N×6000m=74400J
（3）∵P=
∴自行車輪胎所能承受的最大壓力（即為自行車、人和貨物的總重）G_總=F=PS=1.4×10⁵Pa×0.01m²=1400N
所以能承載的最大貨物重為G_貨=G_總-G=1400N-620N=780N
貨物的最大質量為m===78kg＜80kg，
所以小明騎自行車時不能攜帶質量為80kg的重物．
答：（1）小明從家到學校騎車的平均速度為5m/s；
（2）小明從家到學校克服阻力做的功為74400J；
（3）小明騎自行車時不能攜帶質量為80kg的重物．
分析：（1）已知他家到學校的路程和時間，利用速度公式v=即可求出小明的騎車速度．
（2）根據在騎車過程中受到的阻力為人車總重的0.02倍，他家到學校的路程為3.6km，利用W=Fs即可求出小明克服阻力做的功；
（3）知道輪胎承受的最大壓強和輪胎與地面的接觸面積，利用P=即可求出小明騎車時對地面的壓力，即小明和自行車的總重力，根據小明的質量求出他的重力，又知道所騎自行車重為120N，可求出攜帶重物的重力．
點評：此題涉及到的知識點較多，有速度的計算、重力的計算、功的計算、壓強的計算等，是一道綜合性較強的題目，在計算時注意兩點：①靜止在水平面上的物體，此時的壓力即為重力，②計算時要注意統一使用國際制單位．