Question

10．为响应国家号召，低碳出行，绿色环保，骑行逐渐成为人们喜化的运动项目，小梦买了一辆山地车，其相关数据见表：（g=10N/kg）

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
单轮接触面积/cm2	4

（1）求碳纤维车架的密度．
（2）小梦的质量为50kg，她在某路段匀速骑行6km，耗时10min，若该路段阻力为总重力的0.02倍，求她的骑行功率．
（3）碳纤维属于新材料，新材料应用前景非常广，请你说出教材上学过的一种新材料．

Answer 1

分析 （1）从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积，利用密度公式即可求得其密度；
（2）根据f=0.02G求出阻力的大小，根据W=Fs求出克服阻力所做的功即为他骑行时做的功，根据P=$\frac{W}{t}$求出他的骑行功率．
（3）新材料应用前景非常广，某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革．气凝胶是当今世界上密度最小的固体有多种用途．

解答 解：（1）碳纤维车架的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4.5kg}{2.5×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.8×10³kg/m³；
（2）小梦的质量为50kg，整车质量为10kg，小梦与车的总重力G=m_总g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N，
匀速骑行驶受到的阻力：
f=0.02G=0.02×600N=12N，
骑自行车克服阻力所做的功：
W=fs=12×6×10³m=7.2×10⁴J，
骑行时做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7.2×1{0}^{4}J}{10×60s}$=120W．
（3）气凝胶是当今世界上密度最小的固体，这种新材料具有隔热、耐高温等性能，有多种用途．
答：（1）碳纤维车架的密度1.8×10³kg/m³；
（2）她的骑行功率为120W．
（3）气凝胶．

点评 本题考查重力、密度、功率的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力，解题过程中要注意单位的换算．还要知道从表中提取有用的信息．