Question

小雯每天騎自行車上學(xué)，她所騎自行車的有關(guān)數(shù)據(jù)如圖所示。

自行車凈重	200N
行駛時(shí)輪胎和地面接觸面積	2×10-2m2
以5m/s速度勻速行駛時(shí)受到阻力	30N
車輪直徑	0.61m
輪胎承受最大壓強(qiáng)	1.2×105Pa

（1）根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)計(jì)算：除自行車自重外，它還能承載物重多少N？
（2）若該自行車一只輪胎最大容積約2.2×10^-3m³，某次充氣后，胎內(nèi)氣體的密度約1.42kg/m³。則一只輪胎內(nèi)氣體的質(zhì)量是多少kg？
（3）在炎熱的夏天，不要給自行車輪胎充氣太足，請用物理知識簡要說明原因。

Answer 1

（1）輪胎隨最大壓力為：F_最大=p_最大S=1.2×10⁵Pa×2×10^－2m2=2.4×10³N     （2分）
而在水平路面上，G_最大=F_最大，
則自行車還能承載的物重為：G_物=G_最大－G_自=2.4×10³N－200N=2.2×10³N         （2分）
（2）一只輪胎內(nèi)氣體的質(zhì)量為：m=ρV=1.42kg/m³×2.2×10^－3m3=3.124×10^－3kg      （4分）
（3）氣體溫度越高，膨脹越大，氣壓越大，容易爆胎。（答案合理即可得2分）

（1）欲求最大的承載量，通過受力分析可知，F(xiàn)_承載+G_自重=F_最大；而F最大可由壓強(qiáng)的公式計(jì)算得出，自重銘牌顯示，故承載量可求；（2）由于密度與體積均已知，故利用密度公式可直接求得其質(zhì)量；（3）從熱脹冷縮的角度去分析就可以，受熱，膨脹，氣壓增大，容易爆胎。