Question

14．小明同学家离学校3km，他上学所用自行车的相关数据如下表所示；小明的质量为54kg，步行时每只脚与地面的接触面积为1.5×10^-2 m²．取g=10N/kg，通过计算回答：
（1）若小明骑自行车行驶的速度为5m/s，他骑车去学校大约需要多长时间？
（2）小明骑车去学校的路上，车对水平路面的压力多大？

自行车重	180N
车轮直径	0.61m
行驶时轮胎与 地面接触总面积	1×10-2 m2
轮胎承受的最大压强	1.2×105 Pa

（3）小明步行上学时对水平路面的压强与骑车上学时车对路面的压强相比，请计算说明哪个大？

Answer 1

分析 （1）知道小明同学家离学校的路程和骑自行车行驶的速度，根据v=$\frac{s}{t}$求出他骑车去学校需要的时间；
（2）根据G=mg求出小明的重力，小明骑车去学校的路上，车对水平路面的压力等于自身重力和自行车重之和；
（3）根据p=$\frac{F}{S}$求出骑车上学时车对路面的压强，小明步行上学时对水平路面的压力和自身的重力相等，受力面积为一只脚与地面的接触面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出对水平路面的压强，然后比较两者大小的关系．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，小明骑车去学校需要的时间：
t=$\frac{s}{t}$=$\frac{3000m}{5m/s}$=600s；
（2）小明的重力：
G_人=m_人g=54kg×10N/kg=540N，
车对水平路面的压力：
F₁=G=G_车+G_人=180N+540N=720N；
（3）骑车上学时车对路面的压强：
p₁=$\frac{{F}_{1}}{{S}_{1}}$=$\frac{720N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=7.2×10⁴Pa，
小明步行上学时对水平路面的压力：
F₂=G_人=540N，
小明步行上学时对水平路面的压强：
p₂=$\frac{{F}_{2}}{{S}_{2}}$=$\frac{540N}{1.5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3.6×10⁴Pa，
因p₁＞P₂，
所以骑车上学时车对路面的压强大．
答：（1）小明骑车去学校需要600s；
（2）小明骑车去学校的路上，车对水平路面的压力720N；
（3）骑车上学时车对路面的压强大．

点评 本题考查了速度公式和重力公式、压强公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及从表格中获取有用的信息．