19.自行車是一種環(huán)保便捷的交通工具,自行車騎行也是現(xiàn)在的潮流運(yùn)動。
(1)某同學(xué)用力蹬自行車踏板騎自行車前進(jìn)時,地面對前輪的摩擦力為F
1,對后輪的摩擦力為F
f1;推自行車前進(jìn)時,地面對前輪的摩擦力為F
2,對后輪的摩擦力為F
f2則
。
A.F
1與車前進(jìn)方向相同
B.F
f1與車前進(jìn)方向相同
C.F
2與車前進(jìn)方向相同
D.F
f2與車前進(jìn)方向相同
(2)在水平路面上騎自行車轉(zhuǎn)彎時容易發(fā)生側(cè)滑或側(cè)翻,所以除了控制速度外,車手要將車身傾斜一個適當(dāng)角度,使車輪受到路面的徑向靜摩擦力與路面對車支持力的合力沿車身(過重心)。如圖甲所示,設(shè)自行車和人的總質(zhì)量M=80kg,自行車輪胎與路面的動摩擦因數(shù)μ=0.4。設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,水平彎道可看成一段圓弧,半徑r=100m,取g=10m/s
2。
①自行車受到地面沿半徑方向的最大靜摩擦力f
m是多少?
②自行車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生側(cè)滑的最大速度v
m是多少?
③設(shè)轉(zhuǎn)彎過程中車身與水平地面間的夾角為θ,當(dāng)轉(zhuǎn)彎速度增大時,θ角將隨之減小。請選擇合適的坐標(biāo)參量,在圖乙坐標(biāo)系中定量畫出自行車轉(zhuǎn)彎時角θ與速度大小v的線性關(guān)系圖象。
(3)某同學(xué)騎自行車沿一傾角為θ的斜坡勻速向下行駛時,恰好可以不踩踏板;現(xiàn)在他從斜坡坡底勻速向上行駛,在其蹬踩踏板N圈時回到坡頂(設(shè)不間斷地勻速蹬),所用的時間為t,已知自行車和人的總質(zhì)量為m,輪盤的半徑為R
1,飛輪的半徑為R
2,車后輪的半徑為R
3,重力加速度為g,在上坡、下坡過程中,斜坡及空氣作用于自行車與人的阻力大小相等,車輪與坡面接觸處都無滑動,不計(jì)自行車各部件的熱損耗等。求:
①斜坡及空氣作用于自行車與人的阻力大小f;
②斜坡的長度L;
③該同學(xué)沿斜坡向上勻速行駛過程中消耗的功率P。