Question

11．在提倡“低碳生活”的今天，自行车成为人们“绿色出行”的首选工具，越来越多的年轻人喜欢自行车运动．李伟参加了某市组织的成人自行车比赛，如图所示的自行车为其比赛用车，其相关数据见表格．
（1）求车架的质量；
（2）李伟在某路段匀速骑行6km，耗时10min，求他骑行的速度；
（3）估算比赛中的自行车对水平地面的压强．

车架材料	碳纤维
车架材料体积/cm3	2500
车架材料的密度（kg/m3）	1.6×103
整车质量/kg	10
单轮接触面积/cm2	4

Answer 1

分析 （1）知道车架材料的密度和体积，利用m=ρV求车架的质量；
（2）利用速度公式求他骑行的速度；
（3）利用G=mg求车重，估测运动员的重，比赛时对地面的压力等于运动员和车的总重，求出受力面积（两个轮与地面的接触面积），再利用压强公式求比赛时对地面的压强．

解答 解：
（1）由ρ=$\frac{m}{V}$得车架的质量：
m=ρV=1.6×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=4kg；
（2）他骑行的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
（3）车重G_车=m_车g=10kg×10N/kg=100N，
人的重G_人=500N，
比赛时对地面的压力：
F=G=G_人+G_车=500N+100N=600N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-4}{m}^{2}×2}$=7.5×10⁵Pa．
答：（1）车架的质量为4kg；
（2）李伟骑行的速度为10m/s；
（3）比赛中的自行车对水平地面的压强为7.5×10⁵Pa．

点评 本题考查了重力公式、密度公式、压强公式的应用，计算时注意比赛时对地面的压力等于运动员和车的总重，受力面积等于两个轮与地面的接触面积．