Question

某课外活动小组围绕自行车问题进行了广泛研究，其中的部分问题如下：
（1）自行车上很多部位采取了增大有益摩擦和减小有害摩擦的措施．
示例：车轮上的花纹是增大接触面粗糙程度，增大摩擦．
根据示例，再举两例：①______是增大摩擦；②______是减小摩擦．
（2）如图所示，自行车的脚踏和牙盘构成一个轮轴，而轮轴实质上杠杆原理．经测量，脚踏到轴心的距离R=25cm，带动链条的牙盘半径为r=15cm．若脚踩脚踏所用的力是F=15N，求链条所产生的拉力f．
（3）城市人口密集，上、下班高峰交通问题突出．但是，政府部门对增加公交车辆有控制，而提倡人们尽量以自行车为交通工具．这一决策是从多方面综合考虑的．请你就环保的角度，说说提倡使用自行车而减少公交车的好处．______．
（4）我国是自行车王国，有关专家建议大力发展电动自行车．某电动自行车蓄电池的供电电压为24V．若该电动自行车包括载人共重1000N，匀速行驶时所受阻力为总重的0.03倍，而这时供电电流为10A，电能转化为机械能的效率为75%．
求：①蓄电池的输出功率； ②自行车前进的速度．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据对自行车的结构的了解及增大与减小摩擦的方法解题；
（2）根据杠杆平衡条件列方程解题；
（3）自行车节能、环保，可减少废气的排放，降低噪声污染；
（4）已知电压U与电流I，由P=UI可求出自行车的输出功率；
根据自行车的效率求出自行车的机械功率；对自行车受力分析，由平衡条件求电动车的牵引力F；
然后根据P=FV的变形公式求出速度V．
解答：解：（1）①把手上有凹凸的槽纹或鼓凸的颗粒是增大接触面粗糙程度，增大摩擦；
②转轴中采用滚珠是滚动代替滑动，减小摩擦．
故答案为：①把手上有凹凸的槽纹或鼓凸的颗粒是增大接触面粗糙程度；
②转轴中采用滚珠是滚动代替滑动．
（2）根据杠杆平衡条件：动力×动力臂=阻力×阻力臂，得：由F×R=f×r，解得：f==25N．
答：链条所产生的拉力为25N．
（3）使用自行车而减少公交车的好处有：可减少废气污染和噪声污染．
答：可减少废气污染和噪声污染．
（4）①蓄电池的输出功率P_出=UI=24V×10A=240W．
 ②自行车的机械功率P_机=P_出η=240W×75%=180W；
自行车匀速行驶，动力F=f=0.03G=30N；
自行车前进的速度：V===6m/s．
答：①蓄电池的输出功率是240W；②自行车前进的速度是6m/s．
点评：本题是一道学科综合题，涉及的知识点较多；求自行车速度时要注意先求出自行车的机械功率，不要把蓄电池的输出功率作为机械功率，否则会出错．