Question

13．為解決城市交通擁堵、降低機(jī)動車排放帶來的環(huán)境污染，贛州市自去年年底正式推出了互聯(lián)網(wǎng)自行車租賃系統(tǒng)．質(zhì)量為55kg的安琪騎車如圖所示，自行車相關(guān)數(shù)據(jù)見下表：求：

車架材料	合金
車架體積/cm3	1200
車架質(zhì)量/kg	6
整車質(zhì)量/kg	15
單輪觸地面積/cm2	7

（1）求車架材料的密度；
（2）計算安琪勻速騎行時自行車對水平路面的壓強(qiáng)；
（3）若安琪18min內(nèi)在某路段勻速騎行6km．此路段所受阻力為總重力的0.02倍，求安琪完成此路段的過程動力所做的功．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)可知車架質(zhì)量和車架體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出車架的密度；
（2）安琪勻速騎行時自行車對水平路面的壓力等于自行車和人的總重力，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積為2輪觸地面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出自行車對水平地面的壓強(qiáng)；
（3）在某路段勻速騎行時，自行車處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和動力是一對平衡力，二力大小相等，根據(jù)F=f=0.02G求出其大小，根據(jù)W=Fs求出動力做的功．

解答 解：（1）車架材料的密度：
ρ_車架=$\frac{{m}_{車架}}{{V}_{車架}}$=$\frac{6000g}{1200c{m}^{3}}$=5g/cm³；
（2）安琪勻速騎行時自行車對水平路面的壓力：
F=G_總=（m_車+m_人）=（15kg+55kg）×10N/kg=700N，
自行車對水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{700N}{2×7×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）在某路段勻速騎行時，自行車處于平衡狀態(tài)，受到的阻力和動力是一對平衡力，
所以，動力的大�。�
F′=f=0.02G=0.02×700N=14N，
動力做的功：
W=F′s=14N×6000m=8.4×10⁴J．
答：（1）車架材料的密度為5g/cm³；
（2）安琪勻速騎行時自行車對水平路面的壓強(qiáng)為5×10⁵Pa；
（3）安琪完成此路段的過程動力所做的功為8.4×10⁴J．

點(diǎn)評 本題考查了密度公式、重力公式、壓強(qiáng)公式、做功公式以及二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及從表格中獲取有用的信息．