Question

【題目】中學生小明家距學校3km，為方便小明上學，爸爸為他買了一輛山地自行車，其相關數據見下表：

車架材料	碳纖維
車架材料體積/cm3	2500
車架質量/kg	4
整車質量/kg	10
單輪接觸面積/cm2	4

（1）求碳纖維車架的密度；
（2）估算小明騎車時自行車對地面的壓強；
（3）若小明騎車從家到學校用了10min，騎車阻力為總重的0.02倍，求他騎行的平均功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：碳纖維車架的體積V=2500cm3=2.5×10﹣3m3，

碳纖維車架的密度：

ρ= = =1.6×103kg/m3；

答：碳纖維車架的密度1.6×103kg/m3；

（2）解：小明的質量約為50kg，

小明與車的總重力：G總=（m車+m人）g=（10kg+50kg）×10N/kg=600N，

地面所受的壓力：F=G總=600N；

地面受到的壓強：

p= = =7.5×105Pa；

答：小明騎車時自行車對地面的壓強為7.5×106Pa；

（3）解：騎自行車克服阻力所做的功：

W=fs=0.02G總×s=0.02×600N×3×103m=36000J；

他騎行的平均功率：

P= = =60W．

答：他騎行的平均功率為60W

【解析】（1）從表中數據可知碳纖維車架的質量和體積，利用密度公式即可求得其密度；（2）首先對小明的質量作出估測．地面所受的壓力等于車子和小明的總重力，根據公式p= 可求地面受到的壓強；（3）先判斷出小明克服阻力所做的功，再用公式P= 求出功率．
【考點精析】本題主要考查了密度的計算和壓強的大小及其計算的相關知識點，需要掌握密度公式：ρ = m/v；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能正確解答此題．