Question

质量为40kg的小明同学骑着一辆质量为10kg自行车在平直公路上匀速行驶，在5min内行驶了1500m的路程．求：
（1）小明骑自行车行驶的速度为多少 m/s？合多少km/h？
（2）小明骑自行车与地面总的接触面积为20cm²，则该同学骑车行驶时对地面的压强为多少？（取g=10N/kg）
（3）你还知道自行车的哪些设计利用了什么物理知识？（至少写出两点）

Answer

（1）已知自行车行驶的路程s=1500m和所用的时间t=5min=300s，根据公式v=计算出自行车的平均速度；
（2）知道人和车的质量，根据公式G=mg求出重力，已知压力F=G、接触面积S，根据公式P=计算出小明骑自行车对地面的压强；
（3）从摩擦、杠杆、传动等方面，在自行车的车把、轮胎、链条、刹车装置、转向轴等位置说出利用的物理知识．
【解析】
（1）路程s=1500m，时间t=5min=300s，
小明骑自行车前进的速度为：v===5m/s=18km/h；
（2）受力面积：S=20cm2=2×10-3m2，
人和车的总重力：G=（m人+m车）g=（40kg+10kg）×10N/kg=500N，
对水平地面的压力：F=G=500N，
对地面的压强：p===2.5×105Pa；
（3）轮胎、车把、脚踏板上有花纹，增大了接触面的粗糙程度增大了摩擦；转向轴上有滚珠，以滚动代替滑动减小摩擦；刹车装置动力臂大于阻力臂，是省力杠杆等．
答：（1）小明骑自行车行驶的速度为5m/s，合18km/h；
（2）该同学骑车行驶时对地面的压强为2.5×105Pa；
（3）轮胎、车把、脚踏板上有花纹，增大了接触面的粗糙程度增大了摩擦；转向轴上有滚珠，以滚动代替滑动减小摩擦；刹车装置动力臂大于阻力臂，是省力杠杆等．