Question

14．小明同學家離學校3km，他上學所用自行車的相關數據如下表所示；小明的質量為54kg，步行時每只腳與地面的接觸面積為1.5×10^-2 m²．取g=10N/kg，通過計算回答：
（1）若小明騎自行車行駛的速度為5m/s，他騎車去學校大約需要多長時間？
（2）小明騎車去學校的路上，車對水平路面的壓力多大？

自行車重	180N
車輪直徑	0.61m
行駛時輪胎與 地面接觸總面積	1×10-2 m2
輪胎承受的最大壓強	1.2×105 Pa

（3）小明步行上學時對水平路面的壓強與騎車上學時車對路面的壓強相比，請計算說明哪個大？

Answer 1

分析 （1）知道小明同學家離學校的路程和騎自行車行駛的速度，根據v=$\frac{s}{t}$求出他騎車去學校需要的時間；
（2）根據G=mg求出小明的重力，小明騎車去學校的路上，車對水平路面的壓力等于自身重力和自行車重之和；
（3）根據p=$\frac{F}{S}$求出騎車上學時車對路面的壓強，小明步行上學時對水平路面的壓力和自身的重力相等，受力面積為一只腳與地面的接觸面積，根據p=$\frac{F}{S}$求出對水平路面的壓強，然后比較兩者大小的關系．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，小明騎車去學校需要的時間：
t=$\frac{s}{t}$=$\frac{3000m}{5m/s}$=600s；
（2）小明的重力：
G_人=m_人g=54kg×10N/kg=540N，
車對水平路面的壓力：
F₁=G=G_車+G_人=180N+540N=720N；
（3）騎車上學時車對路面的壓強：
p₁=$\frac{{F}_{1}}{{S}_{1}}$=$\frac{720N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7.2×10⁴Pa，
小明步行上學時對水平路面的壓力：
F₂=G_人=540N，
小明步行上學時對水平路面的壓強：
p₂=$\frac{{F}_{2}}{{S}_{2}}$=$\frac{540N}{1.5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3.6×10⁴Pa，
因p₁＞P₂，
所以騎車上學時車對路面的壓強大．
答：（1）小明騎車去學校需要600s；
（2）小明騎車去學校的路上，車對水平路面的壓力720N；
（3）騎車上學時車對路面的壓強大．

點評 本題考查了速度公式和重力公式、壓強公式的應用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及從表格中獲取有用的信息．