Question

質(zhì)量為40kg的小明同學(xué)騎著一輛質(zhì)量為10kg自行車在平直公路上勻速行駛，在5min內(nèi)行駛了1500m的路程．求：
（1）小明騎車行駛時(shí)，自行車前輪受到的摩擦力是向

向后

的，后輪受到的摩擦力是向

向前

的．
（2）小明騎自行車行駛的速度為多少 m/s？
（3）小明騎自行車與地面總的接觸面積為20cm²，則該同學(xué)騎車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少？（取g=10N/kg）
（4）你還知道自行車的哪些設(shè)計(jì)利用了什么物理知識(shí)？（至少寫出兩點(diǎn)）

Answer 1

分析：（1）自行車前輪是從動(dòng)輪，后輪是主動(dòng)輪，主動(dòng)輪為自行車前進(jìn)提供動(dòng)力；
（2）已知自行車行駛的路程s=1500m和所用的時(shí)間t=5min=300s，根據(jù)公式v=

s

t

計(jì)算出自行車的平均速度；
（3）已知壓力F=G、受力面積S，根據(jù)公式P=

F

S

計(jì)算出小明騎自行車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（4）從摩擦、杠桿、傳動(dòng)等方面，在自行車的車把、輪胎、鏈條、剎車裝置、轉(zhuǎn)向軸等位置說出利用的物理知識(shí)．

解答：解：（1）前輪是滾動(dòng)摩擦，方向與自行車運(yùn)動(dòng)的方向相反，后輪是主動(dòng)輪，摩擦力的方向向前；
故答案為：向后、向前．
（2）s=1500m，t=5min=300s
小明騎自行車前進(jìn)的速度為v=

s

t

=

1500m

300s

=5m/s；
答：小明騎自行車前進(jìn)的速度為5m/s．
（3）S=20cm²=2×10^-3m²，F(xiàn)=G=mg=（40kg+10kg）×10N/kg=500N
壓強(qiáng)P=

F

S

=

500N

2×10-3m2

=2.5×10⁵Pa；
答：小明騎車行駛時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2.5×10⁵Pa．
（4）輪胎、車把、腳踏板上有花紋，增大了接觸面的粗糙程度增大了摩擦；轉(zhuǎn)向軸上有滾珠，以滾動(dòng)代替滑動(dòng)減小摩擦；剎車裝置動(dòng)力臂大于阻力臂，是省力杠桿等．
故答案為：輪胎上有花紋，增大摩擦力、剎車裝置是省力杠桿 等．

點(diǎn)評(píng)：自行車上有很多物理知識(shí)，加速時(shí)前輪是從動(dòng)輪，后輪是主動(dòng)輪，為自行車提供前進(jìn)的動(dòng)力，注意觀察，勤于思考；
若物體行駛的路程s和時(shí)間t已知，根據(jù)公式v=

s

t

可計(jì)算出速度；
若壓力F和受力面積S已知，根據(jù)公式P=

F

S

可計(jì)算出壓強(qiáng)．