题目内容
【题目】小明同学为了响应学校“绿色出行“的倡导,新购了一辆自行车并坚持骑车上下学.体重为400N的小明同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行驶,有关数据如表所示:(取g=10N/kg)
自行车质量 | 20kg |
行驶时轮胎与地面接触的总面积 | 50cm2 |
轮胎承受的最大压力 | 1000N |
车轮直径 | 0.61m |
匀速行驶过程中的总阻力 | 总重力的0.05倍 |
试求:
(1)自行车单车的重力是多少?
(2)匀速行驶过程中,小明骑车对自行车车的动力为多大?
(3)小明骑行过程中能载的货物质量最多是多少?
【答案】
(1)解:已知自行车单车的质量,m=20kg,
自行车单车的重力:G=mg=20kg×10N/kg=200N
答:自行车单车的重力是200N
(2)解:匀速行驶过程中,车轮对地面的压力:F=G+G人=200N+400N=600N,
匀速行驶过程中的总阻力:f=0.05F=0.05×600N=30N,
匀速行驶过程中小明和车处于平衡状态,动力和阻力是一对平衡力,即F动=f=30N
答:匀速行驶过程中,小明骑车对自行车车的动力为30N
(3)解:由题意,小明骑行过程中的最大压力F最大=1×103N,
小明骑行过程中的最大重力G最大=F最大=1×103N,
小明骑行过程中能载的货物最多为G货=G最大﹣G人﹣G自行车=1×103N﹣400N﹣200N=400N
答:小明骑行过程中能载的货物质量最多是400N
【解析】(1)已知自行车质量,根据G=mg可求重力;(2)车轮对地面的压力等于车和人的重力,根据公式f=0.05G可求阻力,根据二力平衡即求出动力;(3)根据轮胎承受的最大压强和行驶时轮胎与地面接触的总面积,可求得小明骑行过程中的最大压力,然后减去自行车净重和体重即可.
【考点精析】本题主要考查了二力平衡条件的应用和重力的计算的相关知识点,需要掌握二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,即合力为零.(一物、二力、等大、反向、同直线);重力的计算公式:G=mg才能正确解答此题.