Question

20．2016年的网红非“共享单车“莫属，共享单车只需用手机扫“二维码”即可骑走，给人们带来了极大方便．其相关数据见下表：
（1）共享单车的车轮制成凹凸的花纹，是为了通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦．
（2）计算质量为50kg的李明骑行时共享单车对地面的压强；

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

（3）若李明10min内在某路段匀速骑行6km．该路段阻力为总重力的0.02倍，求李明骑行此路段时的速度和对单车的动力．

Answer 1

分析 （1）增大摩擦力的方法：在接触面粗糙程度一定时，通过增大压力来增大摩擦力；在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．
（2）李明骑行时共享单车对地面的压力等于李明和单车的总重力，利用G=mg求出，再利用p=$\frac{F}{S}$计算压强大小；
（3）利用阻力为总重力的0.02倍求出阻力，再利用二力平衡的条件得出动力，利用速度公式计算速度．

解答 解：（1）共享单车的车轮制成凹凸的花纹，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力．
（2）李明骑行时的总重力：
G_总=m_总g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
李明骑行时对地面的压力：
F=G_总=600N，
车轮和地面的受力面积：
S=4cm²×2=8cm²=8×10^-4m²
李明骑行时对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=7.5×10⁵Pa；
（3）s=6km=6000m，
骑行速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
因匀速骑行，所以李明对车的动力：
F=f=0.02G_总=0.02×600N=12N．
答：（1）粗糙程度；
（2）李明骑行时共享单车对地面的压强为7.5×10⁵Pa；
（3）李明骑行此路段时的速度为10m/s；对单车的动力为12N．

点评 此题考查增大摩擦的方法、压强的大小计算、速度的计算、二力平衡条件及其应用等，是一道综合性较强的题目，关键是知道李明骑行时共享单车对地面的压力等于李明和单车的总重力．