Question

2．小明将要上高中了，他爸爸给他买了一辆自行车，自行车的相关数据见下表：

车架材料	车架材料体积/cm3	车架质量/kg	整车质量/kg
碳纤维	2500	4.5	10

（1）碳纤维的密度是多少？
（2）若小明的体重为500N，当小明在水平路面上水平向前骑行时，轮胎与地面的总接触面积为25cm²，则骑行时自行车对路面的压强是多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知碳纤维车架的质量和体积，可以得到材料密度；
（2）已知自行车质量，可以得到车重；已知小明体重和车重，可以得到总重量；自行车对地面的压力等于其重力，已知压力和接触面积，利用公式p=$\frac{F}{S}$得到对地面的压强．

解答 解：
（1）碳纤维的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4.5kg}{2.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（2）自行车受到的重力为G_车=m_车g=10kg×10N/kg=100N，
骑行过程中地面受到的压力为F=G=G_人+G_车=500N+100N=600N，
骑行时自行车对路面的压强是p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{25×10{\;}^{-4}m{\;}^{2}}$=2.4×10⁵Pa．
答：
（1）碳纤维的密度为1.8×10³kg/m³；
（2）骑行时自行车对路面的压强是2.4×10⁵Pa．

点评 此题是一道力学综合题，考查了密度、质量、压强计算公式，还涉及到二力平衡条件是应用，难度不大，是一道基础题．