Question

【题目】小文骑自行车上学，他在水平路面上5min匀速骑行了2000m，已知小文的质量为50kg，骑行时轮胎与地面的接触面积为8cm2 ， 阻力大小是重力的0.02倍，g=10N/kg．表格中是他的自行车的一些数据，根据以上条件计算：

车架材料	碳纤维
车架体积/m3	2.5×10﹣3
车架质量/kg	4.5
整车质量/kg	10

（1）碳纤维车架的密度是多大？
（2）他骑行时自行车对路面的压强是多大？
（3）他骑行时克服阻力做功的功率是多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：碳纤维车架的密度：

ρ= = =1.8×103kg/m3

答：碳纤维车架的密度是1.8×103kg/m3

（2）解：小文的质量m人=50kg，车的质量m车=10kg，

小红与车的总重力：

G总=m总g=（m人+m车）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N；

他骑行时自行车对路面的压力：

F=G总=600N；

水平地面受到的压强：

p= = =7.5×105Pa

答：他骑行时自行车对路面的压强是7.5×105Pa

（3）解：由题意可得，骑车时受到的阻力：

f=0.02G总=0.02×600N=12N，

因为她匀速骑行，所以骑车的动力F=f=12N，

骑自行车所做的功：

W=Fs=12N×2000m=24000J，

时间t=5min=300s，

骑车功率：

P= = =80W

答：他骑行时克服阻力做功的功率是80W

【解析】（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）水平地面所受的压力等于车子和运动员的重力，根据公式p= 可求水平地面受到的压强．（3）知道小文和车的质量，可求总重力，该路段阻力为总重力的0.02倍，可求阻力；由于匀速骑行，受到的阻力和动力是一对平衡力，大小相等，利用W=Fs求功，知道时间，利用功率公式求骑行功率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解密度的计算的相关知识，掌握密度公式：ρ = m/v，以及对压强的大小及其计算的理解，了解压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）．