Question

蘭蘭家距學校約2400米，她每天騎自行車上學大約用10分鐘，盛夏的一天，由于匆忙，她停放在烈日下的自行車爆胎了．
（1）請你幫她分析爆胎原因，并提出合理建議．
（2）若自行車重約100N，人重約500N，騎車時每只輪胎總著地面積約25cm²，則蘭蘭騎車的平均速度多大？騎車時對地面的壓強是多少？
（3）你還知道自行車的哪些設計利用了力學方面的物理知識？（至少寫出兩點）

Answer 1

分析：（1）放在烈日下，輪胎內氣體會受熱膨脹，氣體壓強變大，就會撐爆輪胎．
（2）已知路程和時間，根據速度公式求出蘭蘭騎車的平均速度；根據水平面上物體的壓力和自身的重力相和壓強公式求出騎車時對地面的壓強．
（3）自行車設計過程中用到了省力、增大摩擦、減小壓強等物理知識．

解答：解：（1）原因：暴曬后溫度升高，輪胎內氣壓增大，輪胎內、外壓強差大于輪胎所能承受的壓強，導致輪胎爆裂．
建議：自行車放在陰涼處，夏季輪胎不要充氣太足．
（2）蘭蘭騎車的速度：
v=

s

t

=

2400m

10×60s

=4m/s；
人騎車時自行車對地面的壓強：
p=

F

s

=

G車+G人

s

=

100N+500N

5×10-3m2

=1.2×10⁵Pa．
（3）輪胎、車把手上的花紋增大摩擦力；剎車系統為省力杠桿；用力捏車閘增大摩擦力；自行車的尾燈利用光的反射；自行車鈴響振動發聲；腳蹬子、車把手為省力等．
答：（1）自行車放在陰涼處，夏季輪胎不要充氣太足；（2）蘭蘭騎車的平均速度4m/s；騎車時對地面的壓強是1.2×10⁵Pa．
（3）輪胎、車把手上的花紋增大摩擦力；剎車系統為省力杠桿．

點評：本題考查速度和壓強的計算，關鍵是公式的應用以及自行車的哪些設計利用了物理原理，此外還應了解自行車爆胎的原因，暴曬后溫度升高，輪胎內氣壓增大，輪胎內外氣壓差大于輪胎所能承受的壓強，導致輪胎爆裂．告誡學生自行車爆胎是很危險的，自行車放置在蔭涼處，夏天輪胎不要充氣太足．