Question

3．小明同學為了響應學�！熬G色出行“的倡導，新購了一輛自行車并堅持騎車上下學．體重為400N的小明同學騎自行車上學，在水平路面上勻速行駛，有關數據如表所示：（取g=10N/kg）

自行車質量	20kg
行駛時輪胎與地面接觸的總面積	50cm2
輪胎承受的最大壓力	1000N
車輪直徑	0.61m
勻速行駛過程中的總阻力	總重力的0.05倍

試求：（1）自行車單車的重力是多少？
（2）勻速行駛過程中，小明騎車對自行車車的動力為多大？
（3）小明騎行過程中能載的貨物質量最多是多少？

Answer 1

分析 （2）已知自行車質量，根據G=mg可求重力；
（3）車輪對地面的壓力等于車和人的重力，根據公式f=0.05G可求阻力，根據二力平衡即求出動力；
（4）根據輪胎承受的最大壓強和行駛時輪胎與地面接觸的總面積，可求得小明騎行過程中的最大壓力，然后減去自行車凈重和體重即可．

解答 解：（1）已知自行車單車的質量，m=20kg，
自行車單車的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N；
（2）勻速行駛過程中，車輪對地面的壓力：F=G+G_人=200N+400N=600N，
勻速行駛過程中的總阻力：f=0.05F=0.05×600N=30N，
勻速行駛過程中小明和車處于平衡狀態(tài)，動力和阻力是一對平衡力，即F_動=f=30N；
（3）由題意，小明騎行過程中的最大壓力F_最大=1×10³N，
小明騎行過程中的最大重力G_最大=F_最大=1×10³N，
小明騎行過程中能載的貨物最多為G_貨=G_最大-G_人-G_自行車=1×10³N-400N-200N=400N．
答：（1）自行車單車的重力是200N；
（2）勻速行駛過程中，小明騎車對自行車車的動力為30N；
（3）小明騎行過程中能載的貨物質量最多是400N．

點評 本題考查重力的大小計算、二力平衡條件的應用，關鍵是公式及其變形的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于物體自身的重力，還要學會從題目所給信息中找到有用的數據．