Question

蘭蘭家距學(xué)校約2400米，她每天騎自行車上學(xué)大約用10分鐘，盛夏的一天，由于匆忙，她停放在烈日下的自行車爆胎了．
（1）請你幫她分析爆胎原因，并提出合理建議．
（2）若自行車重約100N，人重約500N，騎車時(shí)每只輪胎總著地面積約25cm²，則蘭蘭騎車的平均速度多大？騎車時(shí)對地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）你還知道自行車的哪些設(shè)計(jì)利用了力學(xué)方面的物理知識(shí)？（至少寫出兩點(diǎn)）

Answer 1

分析：（1）放在烈日下，輪胎內(nèi)氣體會(huì)受熱膨脹，氣體壓強(qiáng)變大，就會(huì)撐爆輪胎．
（2）已知路程和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出蘭蘭騎車的平均速度；根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相和壓強(qiáng)公式求出騎車時(shí)對地面的壓強(qiáng)．
（3）自行車設(shè)計(jì)過程中用到了省力、增大摩擦、減小壓強(qiáng)等物理知識(shí)．

解答：解：（1）原因：暴曬后溫度升高，輪胎內(nèi)氣壓增大，輪胎內(nèi)、外壓強(qiáng)差大于輪胎所能承受的壓強(qiáng)，導(dǎo)致輪胎爆裂．
建議：自行車放在陰涼處，夏季輪胎不要充氣太足．
（2）蘭蘭騎車的速度：
v=

s

t

=

2400m

10×60s

=4m/s；
人騎車時(shí)自行車對地面的壓強(qiáng)：
p=

F

s

=

G車+G人

s

=

100N+500N

5×10-3m2

=1.2×10⁵Pa．
（3）輪胎、車把手上的花紋增大摩擦力；剎車系統(tǒng)為省力杠桿；用力捏車閘增大摩擦力；自行車的尾燈利用光的反射；自行車鈴響振動(dòng)發(fā)聲；腳蹬子、車把手為省力等．
答：（1）自行車放在陰涼處，夏季輪胎不要充氣太足；（2）蘭蘭騎車的平均速度4m/s；騎車時(shí)對地面的壓強(qiáng)是1.2×10⁵Pa．
（3）輪胎、車把手上的花紋增大摩擦力；剎車系統(tǒng)為省力杠桿．

點(diǎn)評：本題考查速度和壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是公式的應(yīng)用以及自行車的哪些設(shè)計(jì)利用了物理原理，此外還應(yīng)了解自行車爆胎的原因，暴曬后溫度升高，輪胎內(nèi)氣壓增大，輪胎內(nèi)外氣壓差大于輪胎所能承受的壓強(qiáng)，導(dǎo)致輪胎爆裂．告誡學(xué)生自行車爆胎是很危險(xiǎn)的，自行車放置在蔭涼處，夏天輪胎不要充氣太足．