Question

20．运动员李伟体重为700N，他参加了某届运动会山地自行车比赛项目小组选拔赛．图中的山地自行车为比赛用车，其相关数据见下表：
（1）李伟在某路段匀速骑行6km，耗时10min，求他的骑行速度？
（2）求碳纤维车架的密度；
（3）求李伟在比赛骑行中山地自行车对地面的压强．

车架材料	碳纤维
车架材料体积/cm3	2500
车架质量/kg	4.5
整车质量/kg	10
单轮接触地面面积/cm2	4

Answer 1

分析 （1）已知骑行6km，耗时10min，利用速度公式即可求解；
（2）知道车架的质量和体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出碳纤维车架的密度；
（2）比赛中的山地自行车对地面的压力等于运动员和自行车本身重力之和，根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强．

解答 解：（1）s=6km=6000m，t=10min=600s
则骑行速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
（2）ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4.5kg}{2.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（3）F=G_人+G_整车=G_人+m_整车g=700N+10kg×10N/kg=800N
S=2×4cm²=8×10^-4m²
比赛骑行中山地自行车对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{800N}{8×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=10⁶pa．
答：（1）他的骑行速度为10m/s；
（2）碳纤维车架的密度为1.8×10³kg/m³；
（3）李伟在比赛骑行中山地自行车对地面的压强为10⁶pa．

点评 本题考查了密度和压强、速度的计算，关键是知道山地自行车对地面的压力等于运动员和自行车本身重力之和，计算过程要注意单位的换算．