Question

质量是20kg的自行车放置在水平地面上，如果每个轮子与地面的接触面积为10cm²，求：
（1）自行车对地面产生了多大的压力？
（2）自行车对地面产生的压强为多大？
（3）如果一个质量为45kg的同学骑着自行车，自行车对地面的压力和压强分别为多大？（g=10N/kg）

Answer 1

已知：m_车=20kg，m_人=45kg，S′=10cm²=10^-3m²，g=10N/kg
求：（1）自行车对地面产生的压力F_车；
（2）自行车对地面产生的压强p_车；
（3）如果一个质量为45Kg的同学骑着自行车，自行车对地面的压力F和压强p
解：（1）自行车对地面产生的压力：
F_车=G_车=m_车g=20kg×10N/kg=200N；
（2）受力面积：
S=2S′=2×10^-3m²，
自行车对地面产生的压强：
p_车===10⁵Pa；
（3）学生的重力：
G_人=m_人g=45kg×10N/kg=450N，
此时自行车对地面的压力：
F=G_总=G_车+G_人=450N+200N=650N，
此时自行车对地面的压强：
p===3.25×10⁵Pa．
答：（1）自行车对地面产生的压力为200N；
（2）自行车对地面产生的压强为3.25×10⁵Pa；
（3）如果一个质量为45Kg的同学骑着自行车，自行车对地面的压力为650N，压强为3.25×10⁵Pa．
分析：（1）自行车对地面产生的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小；
（2）知道每个轮子与地面的接触面积可求受力面积，根据压强公式求出对地面产生的压强；
（3）知道学生的质量可求重力，自行车对地面的压力等于学生和车重之和，再根据压强公式求出压强．
点评：本题考查了压强和压力的计算，关键是知道平面上物体的重力和物体对地面的压力相等，计算过程要注意单位的换算．