Question

某课外活动小组围绕自行车问题进行了广泛研究，其中的部分问题如下：
（1）自行车上很多部位采取了增大有益摩擦和减小有害摩擦的措施．
请各举一例：

轮胎凹凸不平增大摩擦

，

轴中用滚动代替滑动减小摩擦

．
（2）城市人口密集，上、下班高峰交通问题突出．政府部门提倡人们尽量以自行车为交通工具．请你就环保的角度，说说提倡使用自行车而减少私家车的好处：

减少空气污染

．
（3）我国是自行车王国，有些城市正大力发展电动自行车．某电动自行车蓄电池的供电电压为24V．若该电动自行车包括载人共重1000N，匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍，自行车的牵引力多大？此时供电电流为10A，电能转化为机械能的效率为75%．求电动自行车前进的速度．

Answer 1

分析：（1）增大摩擦的方法可以从增加接触面的粗糙程度、增大压力入手结合自行车的构造得到答案．
（2）作为一个交通工具，自行车与私家车的主要区别在于它没有内燃机，不需要燃料的燃烧，由此入手即可得到答案．
（3）根据题目中告诉的重力以及重力与阻力的关系可以求得自行车的牵引力．

解答：解：（1）为了增大摩擦，自行车的轮胎、脚踏板、把手上面都有凹凸不平的花纹．
为了减小摩擦，自行车中相对运动的各部件之间都用钢珠，使两者之间的滑动摩擦变为滚动摩擦．
（2）相对应机动车辆而言，自行车没有尾气的排放，可以减小空气污染．
（3）汽车匀速行驶，牵引力等于阻力，即F=F_阻=0.03G=0.03×1000N=30N；
电动机消耗电能的总功率：P_总=UI=24V×10A=240W，
转化成的机械能的有用功率：P_有=P_总×η=240W×75%=180W，
根据功率的计算公式：P_有=FV，
推出电动车的速度：V=

P有

F

=

180W

30N

=6m/s．
答：（1）增大摩擦的例子：轮胎凹凸不平增大摩擦；
减小摩擦的例子：轴中用滚动代替滑动减小摩擦；
（2）使用自行车的好处：减少空气污染；      
（3）自行车的牵引力30N；
电动自行车前进的速度为 6m/s．

点评：在自行车的结构设计中，要明确哪些摩擦是有益摩擦，哪些摩擦是有害的摩擦，这是解决此题的关键．
对于自行车的与私家车相比起优点有多方面，如可以减少交通压力，有利于身体健康等，关键是看问题的角度．