Question

自行車是人們常用的一種交通工具，某車質量為20千克．當體重為600牛的學生騎著該自行車在平直的公路上行駛時，輪胎與地面的總接觸面積為 0.01 米²，求：
（1）該自行車的重力G．
（2）該學生騎著自行車在平直的公路上行駛時，自行車對地面的壓強P．
（3）此自行車中某些部件所用鋼材的質量為15.6千克，若將鋼材部件全用密度為3×10³千克/米³的合金鋁來替代，則自行車的質量比原來可減少多少千克？（鋼的密度為 7.8×10³千克/米³）

Answer 1

分析：（1）根據自行車的質量，利用G=mg即可求出該自行車的重力G．
（2）此時自行車對地面的壓力即為車和人的總重力，再利用P=

F

s

即可求出自行車對地面的壓強P．
（3）根據鋼材的質量為15.6千克和密度求出V_鋼，此時V_鋼=V_鋁，再利用鋁的密度求出鋼材部件全用合金鋁來替代時的質量，然后用鋼材的質量為15.6千克減去此質量即可．

解答：解：（1）G=^_mg=20kg×9.8N/kg=196N，
（2）F=G_車+G_人=196N+600N=796N，
P=

F

s

=

796N

0.01m2

=79600Pa
（3）V_鋼=

m鋼

ρ鋼

=

15.6kg

7.8×103kg/m3

=2×10^-3m³，
m_鋁=ρ_鋁V_鋼=3×10³kg/m³×2×10^-3m³=6kg
△m=m_鋼-m_鋁=15.6kg-6kg=9.6kg．
答：（1）該自行車的重力G為196N．
（2）該學生騎著自行車在平直的公路上行駛時，自行車對地面的壓強P為79600Pa．
（3）自行車的質量比原來可減少9.6千克．

點評：此題考查的知識點較多，有重力的計算，密度公式的應用，壓強的大小及其計算，綜合性較強，難易程度適中．