题目内容
如图所示,现在市场上制成赛车的车架有各种不同的材料,这些材料的部分技术指标如下表.
(1)若一副车架的体积约为2.5×10-3m3,则最轻的车架质量是多少?
(2)运动员骑着一辆赛车在平直公路上匀速行驶500m,所用时间为50s.假设自行车在行驶过程中受到的阻力是100N,在这段时间内,运动员骑车速度、所做的功和做功功率分别是多大?(g取10N/kg)
(3)若运动员和赛车的总质量为60kg,车胎与地面的总接触面积为4×10-3m2,则该运动员骑车时对地面的压强是多大?
材料 技术指标 | 锰 钢 | 铝合金 | 钛合金 | 碳纤维 |
性能(强度) | 强 | 较 弱 | 较 强 | 强 |
密度/(kg/m3) | 7.9×103 | 3.0×103 | 4.5×103 | 1.6×103 |
(2)运动员骑着一辆赛车在平直公路上匀速行驶500m,所用时间为50s.假设自行车在行驶过程中受到的阻力是100N,在这段时间内,运动员骑车速度、所做的功和做功功率分别是多大?(g取10N/kg)
(3)若运动员和赛车的总质量为60kg,车胎与地面的总接触面积为4×10-3m2,则该运动员骑车时对地面的压强是多大?
⑴4kg ⑵10m / s, 5×104J,1×103W ⑶1.5×105 Pa
因为求的是最轻的车架质量,所以车架的密度应该是最小的ρ=1.6×103kg/m3,已知车架的体积,根据公式m=ρV可求车架的质量;根据运动员骑着一辆赛车在平直公路上匀速行驶,先判断出运动员克服阻力所做的功W,再用公式P="Wt" 算出小华的功率;赛道所受的压力等于车子和运动员的重力,根据公式P="F" /S 可求赛道受到的压强.
⑴ 材料密度最小时,车架的质量最小,
车架的最小质量m=ρV=1.6×103 kg/m3×2.5×10-3m3=4kg 2分
⑵ 运动员骑车速度v=s/t=500m / 50s=10m / s 2分
运动员所做的功W=F s=100N×500m=5×104J 1分
运动员做功功率P=W/ t=5×104J/50s=1×103W 1分
⑶ 车对地面的压力F=G=mg=60 kg×10N/kg=6×102N 1分
车对地面的压强p=F/S=6×102 N/4×10-3m2=1.5×105 Pa 2分
⑴ 材料密度最小时,车架的质量最小,
车架的最小质量m=ρV=1.6×103 kg/m3×2.5×10-3m3=4kg 2分
⑵ 运动员骑车速度v=s/t=500m / 50s=10m / s 2分
运动员所做的功W=F s=100N×500m=5×104J 1分
运动员做功功率P=W/ t=5×104J/50s=1×103W 1分
⑶ 车对地面的压力F=G=mg=60 kg×10N/kg=6×102N 1分
车对地面的压强p=F/S=6×102 N/4×10-3m2=1.5×105 Pa 2分
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