Question

在提倡“低碳生活”的今天，自行车成为人们“绿色出行”的首选工具，越来越多的年轻人喜欢自行车运动。质量为40kg小明为了响应号召，每天都坚持骑自行车上学。自行车的相关数据如表。g取10N/kg，试求：

自行车净重	200N
单轮与地面接触的面积	50cm^2
轮胎承受的最大气压	2.0×l0^5Pa
车轮直径	0.61m
匀速行驶过程中的总阻力	总重力的0.05倍

（1）匀速行驶时，小明对自行车的动力为多大？

（2）小明行驶过程中，车轮对地面的压强是多大？

（3）小明骑行过程中能载的货物最多是多少？

Answer

(1)30N；(2)6×l04Pa；(3)140kg。

【解析】

(1)小明受到的重力：

G人＝m人g＝40kg×l0N/kg＝400N，

人和自行车的总重力：

G＝G人+G车＝400N+200N＝600N，

由题可知，匀速行驶过程中的总阻力：

f＝0.05G＝0.05×600N＝30N，

由于自行车匀速行驶，则小明对自行车的动力：

F动＝f＝30N；

(2)小明行驶过程中，车轮对地面的压力：

F＝G＝600N，

受力面积：

S＝50cm2×2＝100cm2＝1×l0-2m2，

行驶时自行车对地面的压强：

p＝＝6×l04Pa；

(3)已知轮胎承受的最大压强为

p大＝2.0×l05Pa，

轮胎承受的最大压力：

F大＝p大S＝2.0×l05Pa×1×l0-2m2＝2×l03N，

则自行车还能运载货物的最大重力：

G货＝F大﹣G＝2×l03N﹣600N＝1400N，

由G＝mg可得，自行车还能运载货物的最大质量：

m货＝＝140kg。

答：(1)匀速行驶时，小明对自行车的动力为30N；

(2)小明行驶过程中，车轮对地面的压强是6×l04Pa；

(3)小明骑行过程中能载的货物最多是140kg。