Question

【题目】中学生小明家距学校3km，为方便小明上学，爸爸为他买了一辆山地自行车，其相关数据见下表：

车架材料	碳纤维
车架材料体积/cm3	2500
车架质量/kg	4
整车质量/kg	10
单轮接触面积/cm2	4

（1）求碳纤维车架的密度；
（2）估算小明骑车时自行车对地面的压强；
（3）若小明骑车从家到学校用了10min，骑车阻力为总重的0.02倍，求他骑行的平均功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：碳纤维车架的体积V=2500cm3=2.5×10﹣3m3，

碳纤维车架的密度：

ρ= = =1.6×103kg/m3；

答：碳纤维车架的密度1.6×103kg/m3；

（2）解：小明的质量约为50kg，

小明与车的总重力：G总=（m车+m人）g=（10kg+50kg）×10N/kg=600N，

地面所受的压力：F=G总=600N；

地面受到的压强：

p= = =7.5×105Pa；

答：小明骑车时自行车对地面的压强为7.5×106Pa；

（3）解：骑自行车克服阻力所做的功：

W=fs=0.02G总×s=0.02×600N×3×103m=36000J；

他骑行的平均功率：

P= = =60W．

答：他骑行的平均功率为60W

【解析】（1）从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积，利用密度公式即可求得其密度；（2）首先对小明的质量作出估测．地面所受的压力等于车子和小明的总重力，根据公式p= 可求地面受到的压强；（3）先判断出小明克服阻力所做的功，再用公式P= 求出功率．
【考点精析】本题主要考查了密度的计算和压强的大小及其计算的相关知识点，需要掌握密度公式：ρ = m/v；压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）才能正确解答此题．