Question

下表是某种型号自行车的主要技术参数．某同学到学校的路程是3.6×10³m的平直路面，骑车从家到学校的时间约为20min，该同学的质量是40Kg．求该同学骑车上学时：（1）平均速度；（2）对地面的压强；（3）自行车后座能携带物体的质量．

自行车净重	120N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积	1×10^-2㎡
车轮直径	0.61m
轮胎承受的最大压强	1.4×10^5Pa

Answer

（1）已知自行车路程s，家到学校的时间t，由平均速度可求出平均速度．
（2）先求出自行车对地面的压力F，已知车与地面的接触面积s，由压强公式可求出压强．
（3）根据自行车轮胎能承受的最大压强求出自行车对地面的压力，进一步求出自行车、人、货物的总质量，从而求出货物的质量．
【解析】
由题意知：该同学上学的路程s=3.6×103m，上学所用时间t=20min=1200s，学生的质量m=40Kg，
自行车重G自行车=120N，轮胎与地面的接触面积S面积=1×10-2m2，轮胎承受的最大压强P最大=1.4×105Pa．
（1）该同学骑车上学时的平均速度===3m/s．
（2）自行车对地面的压力F等于自行车受的重力G总，F=G总=mg+G自行车=40Kg×9.8N/Kg+120N=512N，自行车对地面的压强
P===5.12×104Pa．
（3）自行车对地面的最大压力F最大=P最大S面积=1.4×105Pa×1×10-2m2=1.4×103N，
自行车的总重力G'总=F最大=1.4×103N，自行车的总质量m'总==≈142.9kg，
自行车自身的质量m自行车==≈12.2kg，
自行车后座能携带物体的质量m货物=m'总-m-m自行车=142.9kg-40kg-12.2kg=90.7kg．
答：（1）平均速度是3m/s．（2）对地面的压强是5.12×104Pa．（3）自行车后座能携带物体的质量90.7kg．