Question

为了倡导“节能减排、低碳生活”的理念，质量为50kg的小明坚持每天骑自行车上学，他家到学校的路程是6km，用时20min．小明自行车的相关数据如下表：
（1）小明从家到学校骑车的平均速度是多少？
（2）若自行车所受的阻力为人车总重的0.02倍，则小明从家到学校克服阻力做了多少功？
（3）通过计算说明小明骑自行车时能否携带质量为80kg的重物？（g=10N/kg）

自行车净重	120N
行驶过程中轮胎与地面接触的总面积	0.01m2
轮胎承受的最大压强	1.4×105Pa

Answer 1

分析：（1）已知他家到学校的路程和时间，利用速度公式v=

s

t

即可求出小明的骑车速度．
（2）根据在骑车过程中受到的阻力为人车总重的0.02倍，他家到学校的路程为3.6km，利用W=Fs即可求出小明克服阻力做的功；
（3）知道轮胎承受的最大压强和轮胎与地面的接触面积，利用P=

F

S

即可求出小明骑车时对地面的压力，即小明和自行车的总重力，根据小明的质量求出他的重力，又知道所骑自行车重为120N，可求出携带重物的重力．

解答：解：（1）小明从家到学校骑车的平均速度
v=

s

t

=

6000m

1200s

=5m/s
（2）自行车和人的总重G=G_车+G_人=G_车+m_人g=120N+50kg×10N/kg=620N
自行车所受的阻力f=0.02G=0.02×620N=12.4N
小明从家到学校克服阻力做的功W=fs=12.4N×6000m=74400J
（3）∵P=

F

S

∴自行车轮胎所能承受的最大压力（即为自行车、人和货物的总重）G_总=F=PS=1.4×10⁵Pa×0.01m²=1400N
所以能承载的最大货物重为G_货=G_总-G=1400N-620N=780N
货物的最大质量为m=

G

g

=

780N

10N/kg

=78kg＜80kg，
所以小明骑自行车时不能携带质量为80kg的重物．
答：（1）小明从家到学校骑车的平均速度为5m/s；
（2）小明从家到学校克服阻力做的功为74400J；
（3）小明骑自行车时不能携带质量为80kg的重物．

点评：此题涉及到的知识点较多，有速度的计算、重力的计算、功的计算、压强的计算等，是一道综合性较强的题目，在计算时注意两点：①静止在水平面上的物体，此时的压力即为重力，②计算时要注意统一使用国际制单位．