小文骑自行车上学,他在水平路面上5min匀速骑行了2000m,已知小文的质量为50kg,骑行时轮胎与地面的接触...
问题详情:
小文骑自行车上学,他在水平路面上5min匀速骑行了2000m,已知小文的质量为50kg,骑行时轮胎与地面的接触面积为8cm2,阻力大小是重力的0.02倍,g=10N/kg.表格中是他的自行车的一些数据,根据以上条件计算:
车架材料 碳纤维
车架体积/m3 2.5×10﹣3
车架质量/kg 4.5
整车质量/kg 10
(1)碳纤维车架的密度是多大?
(2)他骑行时自行车对路面的压强是多大?
(3)他骑行时克服阻力做功的功率是多大?
【回答】
【考点】2A:密度的计算;86:压强的大小及其计算;FF:功率的计算.
【专题】11 :计算题;21 :信息给予题;563:密度及其应用;581:压强、液体的压强;592:功、功率、机械效率.
【分析】(1)从表中数据可知碳纤维车架的质量和体积,利用密度公式即可求得其密度;
(2)水平地面所受的压力等于车子和运动员的重力,根据公式p=可求水平地面受到的压强.
(3)知道小文和车的质量,可求总重力,该路段阻力为总重力的0.02倍,可求阻力;由于匀速骑行,受到的阻力和动力是一对平衡力,大小相等,利用W=Fs求功,知道时间,利用功率公式求骑行功率.
【解答】解:
(1)碳纤维车架的密度:
ρ===1.8×103kg/m3;
(2)小文的质量m人=50kg,车的质量m车=10kg,
小红与车的总重力: [来源:学科网ZXXK]
G总=m总g=(m人+m车)g=(50kg+10kg)×10N/kg=600N;
他骑行时自行车对路面的压力:
F=G总=600N;
水平地面受到的压强:
p===7.5×105Pa;
(3)由题意可得,骑车时受到的阻力:
f=0.02G总=0.02×600N=12N,
因为她匀速骑行,所以骑车的动力F=f=12N,
骑自行车所做的功:
W=Fs=12N×2000m=24000J,
时间t=5min=300s,
骑车功率:
P===80W.
答:(1)碳纤维车架的密度是1.8×103kg/m3;
(2)他骑行时自行车对路面的压强是7.5×105Pa;
(3)他骑行时克服阻力做功的功率是80W.
【点评】本题考查密度、重力、压力、压强、功和功率的计算,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,解题过程中要注意单位的换算.还要知道从表中提取有用的信息. [来源:学.科.网]
知识点:八年级下
题型:实验,探究题
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