Question

兰兰家距学校约2400米，她每天骑自行车上学大约用10分钟，盛夏的一天，由于匆忙，她停放在烈日下的自行车爆胎了．
（1）请你帮她分析爆胎原因，并提出合理建议．
（2）若自行车重约100N，人重约500N，骑车时每只轮胎总着地面积约25cm²，则兰兰骑车的平均速度多大？骑车时对地面的压强是多少？
（3）你还知道自行车的哪些设计利用了力学方面的物理知识？（至少写出两点）

Answer 1

分析：（1）放在烈日下，轮胎内气体会受热膨胀，气体压强变大，就会撑爆轮胎．
（2）已知路程和时间，根据速度公式求出兰兰骑车的平均速度；根据水平面上物体的压力和自身的重力相和压强公式求出骑车时对地面的压强．
（3）自行车设计过程中用到了省力、增大摩擦、减小压强等物理知识．

解答：解：（1）原因：暴晒后温度升高，轮胎内气压增大，轮胎内、外压强差大于轮胎所能承受的压强，导致轮胎爆裂．
建议：自行车放在阴凉处，夏季轮胎不要充气太足．
（2）兰兰骑车的速度：
v=

s

t

=

2400m

10×60s

=4m/s；
人骑车时自行车对地面的压强：
p=

F

s

=

G车+G人

s

=

100N+500N

5×10-3m2

=1.2×10⁵Pa．
（3）轮胎、车把手上的花纹增大摩擦力；刹车系统为省力杠杆；用力捏车闸增大摩擦力；自行车的尾灯利用光的反射；自行车铃响振动发声；脚蹬子、车把手为省力等．
答：（1）自行车放在阴凉处，夏季轮胎不要充气太足；（2）兰兰骑车的平均速度4m/s；骑车时对地面的压强是1.2×10⁵Pa．
（3）轮胎、车把手上的花纹增大摩擦力；刹车系统为省力杠杆．

点评：本题考查速度和压强的计算，关键是公式的应用以及自行车的哪些设计利用了物理原理，此外还应了解自行车爆胎的原因，暴晒后温度升高，轮胎内气压增大，轮胎内外气压差大于轮胎所能承受的压强，导致轮胎爆裂．告诫学生自行车爆胎是很危险的，自行车放置在荫凉处，夏天轮胎不要充气太足．