Question

某課外活動小組圍繞自行車問題進行了廣泛研究，其中的部分問題如下：
（1）自行車上很多部位采取了增大有益摩擦和減小有害摩擦的措施．
請各舉一例：

輪胎凹凸不平增大摩擦

，

軸中用滾動代替滑動減小摩擦

．
（2）城市人口密集，上、下班高峰交通問題突出．政府部門提倡人們盡量以自行車為交通工具．請你就環(huán)保的角度，說說提倡使用自行車而減少私家車的好處：

減少空氣污染

．
（3）我國是自行車王國，有些城市正大力發(fā)展電動自行車．某電動自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時所受阻力為總重的0.03倍，自行車的牽引力多大？此時供電電流為10A，電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為75%．求電動自行車前進的速度．

Answer 1

分析：（1）增大摩擦的方法可以從增加接觸面的粗糙程度、增大壓力入手結(jié)合自行車的構(gòu)造得到答案．
（2）作為一個交通工具，自行車與私家車的主要區(qū)別在于它沒有內(nèi)燃機，不需要燃料的燃燒，由此入手即可得到答案．
（3）根據(jù)題目中告訴的重力以及重力與阻力的關系可以求得自行車的牽引力．

解答：解：（1）為了增大摩擦，自行車的輪胎、腳踏板、把手上面都有凹凸不平的花紋．
為了減小摩擦，自行車中相對運動的各部件之間都用鋼珠，使兩者之間的滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦．
（2）相對應機動車輛而言，自行車沒有尾氣的排放，可以減小空氣污染．
（3）汽車勻速行駛，牽引力等于阻力，即F=F_阻=0.03G=0.03×1000N=30N；
電動機消耗電能的總功率：P_總=UI=24V×10A=240W，
轉(zhuǎn)化成的機械能的有用功率：P_有=P_總×η=240W×75%=180W，
根據(jù)功率的計算公式：P_有=FV，
推出電動車的速度：V=

P有

F

=

180W

30N

=6m/s．
答：（1）增大摩擦的例子：輪胎凹凸不平增大摩擦；
減小摩擦的例子：軸中用滾動代替滑動減小摩擦；
（2）使用自行車的好處：減少空氣污染；      
（3）自行車的牽引力30N；
電動自行車前進的速度為 6m/s．

點評：在自行車的結(jié)構(gòu)設計中，要明確哪些摩擦是有益摩擦，哪些摩擦是有害的摩擦，這是解決此題的關鍵．
對于自行車的與私家車相比起優(yōu)點有多方面，如可以減少交通壓力，有利于身體健康等，關鍵是看問題的角度．