Question

10．质量为45kg的小雯骑着自行车上学，自行车的质量为15kg，行驶时轮胎和地面总接触面积为2×10^-2m²．求：
（1）自行车所受重力大小；
（2）小雯在水平路面上骑车时，自行车对路面的压强；
（3）若轮胎能承受最大压强为1.2×10⁵Pa，小雯骑车在水平路面上行驶时，自行车后座上最多能承载物多少牛？

Answer 1

分析 （1）知道该车的质量，根据G=mg求出重力；
（2）水平面上物体的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出自行车对地面的压强．
（3）已知轮胎承受的最大压强和轮胎与地面总接触面积，根据p=$\frac{F}{S}$可求行驶过程中的最大压力，即为最大重力，减去该同学体重与自行车净重即为该自行车最多还能承载的重力．

解答 解：（1）自行车所受重力G_车=m_车g=15kg×10N/kg=150N，
该同学和车的总重力：
G=（m_人+m_车）g=（45kg+15kg）×10N/kg=600N；
（2）该同学骑车时，自行车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3×10⁴Pa．
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，行驶过程中的最大重力等于对地面的压力：
G_最大=F_最大=pS=1.2×10⁵Pa×2×10^-2m²=2400N，
则该自行车最多还能承载的重力：G=G_最大-G_人-G_车=2400N-600N=1800N．
答：（1）自行车所受重力大小为150N；
（2）小雯在水平路面上骑车时，自行车对路面的压强为3×10⁴Pa；
（3）自行车后座上最多能承载物1800N．

点评 此题考查压强的大小计算，关键是知道行该同学骑车行驶过程中的最大重力等于对地面的最大压力．