Question

2．体重为400N的小明同学骑自行车上学，在水平路面上匀速行驶，有关数据如表所示，求：

自行车净重	200N
行驶时轮胎与地面接触的总面积	50cm2
轮胎承受的最大压强	2.0×105Pa
车轮直径	0.61m
匀速行驶过程中的总阻力	总重力的$\frac{1}{20}$倍

（1）行驶过程中，车轮对地面的压强是多大？
（2）小明骑行过程中能载的货物最多是多少？

Answer 1

分析 （1）车轮对地面的压力等于车和人的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求车轮对地面的压强；
（2）根据轮胎承受的最大压强和行驶时轮胎与地面接触的总面积，可求得小明骑行过程中的最大压力，然后减去自行车净重和体重即可．

解答 解：（1）行驶过程中，车轮对地面的压力F=G=400N+200N=600N；S=50cm²=5×10^-3m²，
行驶过程中，车轮对地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.2×10⁵Pa；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得，小明骑行过程中的最大压力F_最大=p_最大S=2.0×10⁵Pa×5×10^-3m²=1×10³N，
小明骑行过程中的最大重力G_最大=F_最大=1×10³N，
小明骑行过程中能载的货物最多为G_货=G_最大-G_人-G_自行车=1×10³N-400N-200N=400N．
答：（1）行驶过程中，车轮对地面的压强是1.2×10⁵Pa；
（2）小明骑行过程中能载的货物最多是400N．

点评 本题考查压强、二力平衡条件的应用，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，还要学会从题目所给信息中找到有用的数据．