Question

（2011?南京二模）某課外活動(dòng)小組圍繞自行車(chē)問(wèn)題進(jìn)行了廣泛研究，其中的部分問(wèn)題如下：
（1）自行車(chē)上很多部位采取了增大有益摩擦和減小有害摩擦的措施．
示例：車(chē)輪上的花紋是增大接觸面粗糙程度，增大摩擦．
根據(jù)示例，再舉兩例：①

把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度

是增大摩擦；②

轉(zhuǎn)軸中采用滾珠是滾動(dòng)代替滑動(dòng)

是減小摩擦．
（2）如圖所示，自行車(chē)的腳踏和牙盤(pán)構(gòu)成一個(gè)輪軸，而輪軸實(shí)質(zhì)上杠桿原理．經(jīng)測(cè)量，腳踏到軸心的距離R=25cm，帶動(dòng)鏈條的牙盤(pán)半徑為r=15cm．若腳踩腳踏所用的力是F=15N，求鏈條所產(chǎn)生的拉力f．
（3）城市人口密集，上、下班高峰交通問(wèn)題突出．但是，政府部門(mén)對(duì)增加公交車(chē)輛有控制，而提倡人們盡量以自行車(chē)為交通工具．這一決策是從多方面綜合考慮的．請(qǐng)你就環(huán)保的角度，說(shuō)說(shuō)提倡使用自行車(chē)而減少公交車(chē)的好處．

可減少?gòu)U氣污染和噪聲污染

．
（4）我國(guó)是自行車(chē)王國(guó)，有關(guān)專(zhuān)家建議大力發(fā)展電動(dòng)自行車(chē)．某電動(dòng)自行車(chē)蓄電池的供電電壓為24V．若該電動(dòng)自行車(chē)包括載人共重1000N，勻速行駛時(shí)所受阻力為總重的0.03倍，而這時(shí)供電電流為10A，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為75%．
求：①蓄電池的輸出功率； ②自行車(chē)前進(jìn)的速度．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)對(duì)自行車(chē)的結(jié)構(gòu)的了解及增大與減小摩擦的方法解題；
（2）根據(jù)杠桿平衡條件列方程解題；
（3）自行車(chē)節(jié)能、環(huán)保，可減少?gòu)U氣的排放，降低噪聲污染；
（4）已知電壓U與電流I，由P=UI可求出自行車(chē)的輸出功率；
根據(jù)自行車(chē)的效率求出自行車(chē)的機(jī)械功率；對(duì)自行車(chē)受力分析，由平衡條件求電動(dòng)車(chē)的牽引力F；
然后根據(jù)P=FV的變形公式求出速度V．

解答：解：（1）①把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度，增大摩擦；
②轉(zhuǎn)軸中采用滾珠是滾動(dòng)代替滑動(dòng)，減小摩擦．
故答案為：①把手上有凹凸的槽紋或鼓凸的顆粒是增大接觸面粗糙程度；
②轉(zhuǎn)軸中采用滾珠是滾動(dòng)代替滑動(dòng)．
（2）根據(jù)杠桿平衡條件：動(dòng)力×動(dòng)力臂=阻力×阻力臂，得：由F×R=f×r，解得：f=

F×R

r

=

15N×25cm

15cm

25N．
答：鏈條所產(chǎn)生的拉力為25N．
（3）使用自行車(chē)而減少公交車(chē)的好處有：可減少?gòu)U氣污染和噪聲污染．
答：可減少?gòu)U氣污染和噪聲污染．
（4）①蓄電池的輸出功率P_出=UI=24V×10A=240W．
 ②自行車(chē)的機(jī)械功率P_機(jī)=P_出η=240W×75%=180W；
自行車(chē)勻速行駛，動(dòng)力F=f=0.03G=30N；
自行車(chē)前進(jìn)的速度：V=

P

F

=

180W

30N

=6m/s．
答：①蓄電池的輸出功率是240W；②自行車(chē)前進(jìn)的速度是6m/s．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道學(xué)科綜合題，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多；求自行車(chē)速度時(shí)要注意先求出自行車(chē)的機(jī)械功率，不要把蓄電池的輸出功率作為機(jī)械功率，否則會(huì)出錯(cuò)．