Question

13．我市自行車租賃系統正式運行以來，質量為50kg的小明堅持騎自行車上學．g取10N/kg，自行車的相關數據見表．

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質量/kg	4.5
整車質量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

（1）求車架材料的密度．
（2）求小明騎行時自行車對地面的壓力和壓強．

Answer 1

分析 （1）知道車架的質量和車架材料的體積，根據ρ=$\frac{m}{V}$求出車架材料的密度；
（2）小明騎行時自行車對地面的壓力等于自身和整車的重力之和，受力面積為兩輪接觸面積之和，根據p=$\frac{F}{S}$求出自行車對地面的壓強．

解答 解：（1）車架材料的密度：
ρ=$\frac{{m}_{車架}}{{V}_{車架}}$=$\frac{4.5kg}{2500×1{0}^{-6}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（2）小明騎行時自行車對地面的壓力：
F=G=（m_人+m_整車）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
自行車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=7.5×10⁵Pa．
答：（1）車架材料的密度為1.8×10³kg/m³；
（2）小明騎行時自行車對地面的壓力為600N，壓強為7.5×10⁵Pa．

點評 本題考查了密度和壓力、壓強的計算，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，計算過程要注意單位的換算．