Question

18．自行車是一種環(huán)保的出行的工具，騎自行車也是一項(xiàng)時(shí)尚運(yùn)動(dòng)．質(zhì)量為50kg的小康就有一輛山地自行車，
其相關(guān)數(shù)據(jù)見右表．當(dāng)小康10min內(nèi)在某路段勻速騎行了6000m．求：

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質(zhì)量/kg	4.5
整車質(zhì)量/kg	10

（1）山地自行車車架的密度；
（2）小康在此路段騎行速度；
（3）若自行車在該路段受到的阻力為總重力的0.02倍，小康騎行自行車的動(dòng)力；
（4）小康在此路段的騎行功率．

Answer 1

分析 （1）知道車架的質(zhì)量和體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出碳纖維車架的密度；
（2）比賽中的山地自行車對(duì)地面的壓力等于運(yùn)動(dòng)員和自行車本身重力之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)f=0.02G求出阻力的大小，勻速行駛時(shí)動(dòng)力等于阻力；
（4）根據(jù)W=Fs求出克服阻力所做的功即為他騎行時(shí)做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出他的騎行功率．

解答 解：（1）車架的質(zhì)量：m=4.5kg=4500g，車架的體積：V=2500cm³，
車架的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{4500g}{2500c{m}^{3}}$=1.8g/cm³；
（2）小康在此路段騎行時(shí)間：t=10min=600s，
某路段勻速騎行了的路程：s=6000m，
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6000m}{600s}$=10m/s；
（3）小康與自行車的總重力：
G=（m₁+m₂）g=（50kg+10kg）×10N/kg=600N
小康騎自行車的阻力：
F=f=0.02G=0.02×600N=12N；
（4）小康的騎行功率：
P=Fv=12N×10m/s=120w．
答：（1）山地自行車車架的密度是1.8g/cm³；
（2）小康在此路段騎行速度是10m/s；
（3）若自行車在該路段受到的阻力為總重力的0.02倍，小康騎行自行車的動(dòng)力是12N；
（4）小康在此路段的騎行功率是120w．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了密度和壓強(qiáng)、功率的計(jì)算以及二力平衡，關(guān)鍵是知道勻速直線騎行時(shí)所做的功和克服阻力所做的功相等，計(jì)算過程要注意單位的換算．