Question

山地车轻便实用，很受人们喜爱．一辆整车质量为10kg的山地车，车架由碳纤维材料制成，其体积为2500cm³，质量为4.5kg．运动员骑行时，山地车对水平地面的压强是1.2×10⁵Pa，车轮与地面的总接触面积为80cm²•g取10N/kg．试问：

（1）山地车在设计和使用上应用了很多物理知识，请写出其中一条：     ．

（2）碳纤维材料的密度是多少？

（3）运动员的质量是多少？

（4）若运动员在平直公路上以5m/s的速度匀速骑行了10min，所受阻力为32N，则运动员的骑行功率是多少？

Answer

（1）山地车的轮胎、车把和脚踏板等处都刻有花纹，目的是使接触面粗糙，可以增大摩擦；

（2）碳纤维材料的密度是1.8×103kg/m3；

（3）运动员的质量是86kg；

（4）运动员的骑行功率是160W

【解析】试题分析：

（1）山地车的轮胎、车把和脚踏板等处都刻有花纹，目的是使接触面粗糙，可以增大摩擦；

（2）碳纤维材料的密度为ρ===1.8×103kg/m3；

（3）因为p=，

所以地面受到的压力为F=pS=1.2×105Pa×8×10﹣3m2=960N，

运动员和山地车的总重力为G总=F=960N，

因为G=mg，

所以总质量为m总===96kg，

所以运动员的质量为m人=m总﹣m车=96kg﹣10kg=86kg．

（4）运动员骑行的动力为F=f=32N，

骑行功率为P===Fv=fv=32N×5m/s=160W．