Question

10．質(zhì)量為45kg的小雯騎著自行車(chē)上學(xué)，自行車(chē)的質(zhì)量為15kg，行駛時(shí)輪胎和地面總接觸面積為2×10^-2m²．求：
（1）自行車(chē)所受重力大小；
（2）小雯在水平路面上騎車(chē)時(shí)，自行車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（3）若輪胎能承受最大壓強(qiáng)為1.2×10⁵Pa，小雯騎車(chē)在水平路面上行駛時(shí)，自行車(chē)后座上最多能承載物多少牛？

Answer 1

分析 （1）知道該車(chē)的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出重力；
（2）水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出自行車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）已知輪胎承受的最大壓強(qiáng)和輪胎與地面總接觸面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可求行駛過(guò)程中的最大壓力，即為最大重力，減去該同學(xué)體重與自行車(chē)凈重即為該自行車(chē)最多還能承載的重力．

解答 解：（1）自行車(chē)所受重力G_車(chē)=m_車(chē)g=15kg×10N/kg=150N，
該同學(xué)和車(chē)的總重力：
G=（m_人+m_車(chē)）g=（45kg+15kg）×10N/kg=600N；
（2）該同學(xué)騎車(chē)時(shí)，自行車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{600N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3×10⁴Pa．
（3）由p=$\frac{F}{S}$可得，行駛過(guò)程中的最大重力等于對(duì)地面的壓力：
G_最大=F_最大=pS=1.2×10⁵Pa×2×10^-2m²=2400N，
則該自行車(chē)最多還能承載的重力：G=G_最大-G_人-G_車(chē)=2400N-600N=1800N．
答：（1）自行車(chē)所受重力大小為150N；
（2）小雯在水平路面上騎車(chē)時(shí)，自行車(chē)對(duì)路面的壓強(qiáng)為3×10⁴Pa；
（3）自行車(chē)后座上最多能承載物1800N．

點(diǎn)評(píng) 此題考查壓強(qiáng)的大小計(jì)算，關(guān)鍵是知道行該同學(xué)騎車(chē)行駛過(guò)程中的最大重力等于對(duì)地面的最大壓力．