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3.小明同学为了响应学校“绿色出行“的倡导,新购了一辆自行车并坚持骑车上下学.体重为400N的小明同学骑自行车上学,在水平路面上匀速行驶,有关数据如表所示:(取g=10N/kg)
自行车质量20kg
行驶时轮胎与地面接触的总面积50cm2
轮胎承受的最大压力1000N
车轮直径0.61m
匀速行驶过程中的总阻力总重力的0.05倍
试求:(1)自行车单车的重力是多少?
(2)匀速行驶过程中,小明骑车对自行车车的动力为多大?
(3)小明骑行过程中能载的货物质量最多是多少?

分析 (2)已知自行车质量,根据G=mg可求重力;
(3)车轮对地面的压力等于车和人的重力,根据公式f=0.05G可求阻力,根据二力平衡即求出动力;
(4)根据轮胎承受的最大压强和行驶时轮胎与地面接触的总面积,可求得小明骑行过程中的最大压力,然后减去自行车净重和体重即可.

解答 解:(1)已知自行车单车的质量,m=20kg,
自行车单车的重力:G=mg=20kg×10N/kg=200N;
(2)匀速行驶过程中,车轮对地面的压力:F=G+G=200N+400N=600N,
匀速行驶过程中的总阻力:f=0.05F=0.05×600N=30N,
匀速行驶过程中小明和车处于平衡状态,动力和阻力是一对平衡力,即F=f=30N;
(3)由题意,小明骑行过程中的最大压力F最大=1×103N,
小明骑行过程中的最大重力G最大=F最大=1×103N,
小明骑行过程中能载的货物最多为G=G最大-G-G自行车=1×103N-400N-200N=400N.
答:(1)自行车单车的重力是200N;
(2)匀速行驶过程中,小明骑车对自行车车的动力为30N;
(3)小明骑行过程中能载的货物质量最多是400N.

点评 本题考查重力的大小计算、二力平衡条件的应用,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平面上物体对水平面的压力等于物体自身的重力,还要学会从题目所给信息中找到有用的数据.

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