Question

19．目前街上看到很多膜拜单车，如表是一种型号膜拜单车的主要技术参数．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：

自行车净重	1200N
行驶过程中轮胎与地面总接触面积	100cm2
车轮直径	60cm
轮胎承受的最大压强	2×105Pa

（1）平均速度
（2）对地面的压强
（3）可以携带物体的质量．

Answer 1

分析 （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．

解答 解：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=1200N，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=2×10⁵Pa．
（1）该同学骑车上学时的平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{3}m}{1200s}$=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×10N/kg+1200N=1600N，
自行车对地面的压强
P=$\frac{F}{{S}_{面积}}$=$\frac{1600N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.6×10⁵Pa．
（3）自行车对地面的最大压力F_最大=P_最大S_面积=2×10⁵Pa×1×10^-2m²=2×10³N，
自行车的总重力G'_总=F_最大=2×10³N，自行车的总质量m'_总=$\frac{{G}_{总}′}{g}$=$\frac{2000N}{10N/kg}$=200kg，
自行车自身的质量m_自行车=$\frac{{G}_{自行车}}{g}$=$\frac{1200N}{10N/kg}$=120kg，
自行车后座能携带物体的质量m_货物=m'_总-m-m_自行车=200kg-40kg-120kg=40kg．
答：（1）平均速度是3m/s．（2）对地面的压强是1.6×10⁵Pa．（3）自行车后座能携带物体的质量40kg．

点评 本题考查了求平均速度、压强公式及其变形公式、物体的重力与质量的关系，难度不大，是一道常见题．