Question

小雯每天骑自行车上学，她所骑自行车的有关数据如图所示。

自行车净重	200N
行驶时轮胎和地面接触面积	2×10^-2m^2
以5m/s速度匀速行驶时受到阻力	30N
车轮直径	0.61m
轮胎承受最大压强	1.2×10^5Pa

（1）根据图表中数据计算：除自行车自重外，它还能承载物重多少N？

（2）若该自行车一只轮胎最大容积约2.2×10^-3m³，某次充气后，胎内气体的密度约1.42kg/m³。则一只轮胎内气体的质量是多少kg？

（3）在炎热的夏天，不要给自行车轮胎充气太足，请用物理知识简要说明原因。

Answer

（1）轮胎随最大压力为：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，

则自行车还能承载的物重为：G物=G最大－G自=2.4×103N－200N=2.2×103N          （2分）

（2）一只轮胎内气体的质量为：m=ρV=1.42kg/m3×2.2×10－3m3=3.124×10－3kg       （4分）

（3）气体温度越高，膨胀越大，气压越大，容易爆胎。（答案合理即可得2分）

【解析】（1）欲求最大的承载量，通过受力分析可知，F承载+G自重=F最大；而F最大可由压强的公式计算得出，自重铭牌显示，故承载量可求；（2）由于密度与体积均已知，故利用密度公式可直接求得其质量；（3）从热胀冷缩的角度去分析就可以，受热，膨胀，气压增大，容易爆胎。