题目内容
【题目】在提倡“低碳生活”的今天,自行车成为人们“绿色出行”的首选工具,越来越多的年轻人喜欢自行车运动。质量为40kg小明为了响应号召,每天都坚持骑自行车上学。自行车的相关数据如表。g取10N/kg,试求:
自行车净重 | 200N |
单轮与地面接触的面积 | 50cm2 |
轮胎承受的最大气压 | 2.0×l05Pa |
车轮直径 | 0.61m |
匀速行驶过程中的总阻力 | 总重力的0.05倍 |
(1)匀速行驶时,小明对自行车的动力为多大?
(2)小明行驶过程中,车轮对地面的压强是多大?
(3)小明骑行过程中能载的货物最多是多少?
【答案】(1)30N;(2)6×l04Pa;(3)140kg。
【解析】
(1)小明受到的重力:
G人=m人g=40kg×l0N/kg=400N,
人和自行车的总重力:
G=G人+G车=400N+200N=600N,
由题可知,匀速行驶过程中的总阻力:
f=0.05G=0.05×600N=30N,
由于自行车匀速行驶,则小明对自行车的动力:
F动=f=30N;
(2)小明行驶过程中,车轮对地面的压力:
F=G=600N,
受力面积:
S=50cm2×2=100cm2=1×l0-2m2,
行驶时自行车对地面的压强:
p==6×l04Pa;
(3)已知轮胎承受的最大压强为
p大=2.0×l05Pa,
轮胎承受的最大压力:
F大=p大S=2.0×l05Pa×1×l0-2m2=2×l03N,
则自行车还能运载货物的最大重力:
G货=F大﹣G=2×l03N﹣600N=1400N,
由G=mg可得,自行车还能运载货物的最大质量:
m货==140kg。
答:(1)匀速行驶时,小明对自行车的动力为30N;
(2)小明行驶过程中,车轮对地面的压强是6×l04Pa;
(3)小明骑行过程中能载的货物最多是140kg。
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