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?
解析:
(1)其密度是:
ρ=
m
=
4.5kg
=1.8×103kg/m3
V
2.5×10﹣3m3
(2)骑行时,对地面的压力和压强分别是:
F=G=(m车+m人)g=(50kg+10kg)×10N/kg
=600N
P=
F
600N
=7.5×105Pa
S
8×10﹣4m2
(3)骑行时,牵引力的大小是:
F=f=0.02G=0.02×600N=12N
骑行速度是:
v=
s
2000m
=6.67m/s
t
5×60s
其中功率为:
P=Fv=12N×6.67m/s=80W
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