Question

（2011?南京二模）某課外活動小組圍繞自行車問題進行了廣泛研究，其中的部分問題如下：
（1）自行車上很多部位采取了增大有益摩擦和減小有害摩擦的措施．
示例：車輪上的花紋是增大接觸面粗糙程度，增大摩擦．
根據示例，再舉兩例：①

把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度

是增大摩擦；②

轉軸中采用滾珠是滾動代替滑動

是減小摩擦．
（2）如圖所示，自行車的腳踏和牙盤構成一個輪軸，而輪軸實質上杠桿原理．經測量，腳踏到軸心的距離R=25cm，帶動鏈條的牙盤半徑為r=15cm．若腳踩腳踏所用的力是F=15N，求鏈條所產生的拉力f．
（3）城市人口密集，上、下班高峰交通問題突出．但是，政府部門對增加公交車輛有控制，而提倡人們盡量以自行車為交通工具．這一決策是從多方面綜合考慮的．請你就環保的角度，說說提倡使用自行車而減少公交車的好處．

可減少廢氣污染和噪聲污染

．
（4）我國是自行車王國，有關專家建議大力發展電動自行車．某電動自行車蓄電池的供電電壓為24V．若該電動自行車包括載人共重1000N，勻速行駛時所受阻力為總重的0.03倍，而這時供電電流為10A，電能轉化為機械能的效率為75%．
求：①蓄電池的輸出功率； ②自行車前進的速度．

Answer 1

分析：（1）根據對自行車的結構的了解及增大與減小摩擦的方法解題；
（2）根據杠桿平衡條件列方程解題；
（3）自行車節能、環保，可減少廢氣的排放，降低噪聲污染；
（4）已知電壓U與電流I，由P=UI可求出自行車的輸出功率；
根據自行車的效率求出自行車的機械功率；對自行車受力分析，由平衡條件求電動車的牽引力F；
然后根據P=FV的變形公式求出速度V．

解答：解：（1）①把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度，增大摩擦；
②轉軸中采用滾珠是滾動代替滑動，減小摩擦．
故答案為：①把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度；
②轉軸中采用滾珠是滾動代替滑動．
（2）根據杠桿平衡條件：動力×動力臂=阻力×阻力臂，得：由F×R=f×r，解得：f=

F×R

r

=

15N×25cm

15cm

25N．
答：鏈條所產生的拉力為25N．
（3）使用自行車而減少公交車的好處有：可減少廢氣污染和噪聲污染．
答：可減少廢氣污染和噪聲污染．
（4）①蓄電池的輸出功率P_出=UI=24V×10A=240W．
 ②自行車的機械功率P_機=P_出η=240W×75%=180W；
自行車勻速行駛，動力F=f=0.03G=30N；
自行車前進的速度：V=

P

F

=

180W

30N

=6m/s．
答：①蓄電池的輸出功率是240W；②自行車前進的速度是6m/s．

點評：本題是一道學科綜合題，涉及的知識點較多；求自行車速度時要注意先求出自行車的機械功率，不要把蓄電池的輸出功率作為機械功率，否則會出錯．