Question

（本題14分）兩百多年來(lái)，自行車(chē)作為一種便捷的交通工具，已經(jīng)融入人們的社會(huì)生活之中，騎自行車(chē)出行，不僅可以減輕城市交通壓力和減少汽車(chē)尾氣污染，而且還可以作為一項(xiàng)很好的健身運(yùn)動(dòng)。

右圖為一種早期的自行車(chē)，這種不帶鏈條傳動(dòng)的自行車(chē)前輪的直徑很大，這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了（   ）

A．提高速度www.ks5u.com

B．提高穩(wěn)定性www.ks5u.com

C．騎行方便

D．減小阻力

自行車(chē)的設(shè)計(jì)蘊(yùn)含了許多物理知識(shí)，利用所學(xué)知識(shí)完成下表

自行車(chē)的設(shè)計(jì)	目的（從物理知識(shí)角度）
車(chē)架用鋁合金、鈦合金代替鋼架	減輕車(chē)重
車(chē)胎變寬
自行車(chē)后輪外胎上的花紋

小明同學(xué)在學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)后，設(shè)計(jì)了一個(gè)課題，名稱(chēng)為：快速測(cè)量自行車(chē)的騎行速度。他的設(shè)想是：通過(guò)計(jì)算踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，推算自行車(chē)的騎行速度。經(jīng)過(guò)騎行，他得到如下的數(shù)據(jù):www.ks5u.com在時(shí)間t內(nèi)踏腳板轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)為N，那么腳踏板轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=              ;要推算自行車(chē)的騎行速度，還需要測(cè)量的物理量有                                  ；自行車(chē)騎行速度的計(jì)算公式v=              。

與普通自行車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)騎行更省力。下表為某一品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)。

在額定輸出功率不變的情況下，質(zhì)量為60Kg的人騎著此自行車(chē)沿平直公路行駛，所受阻力恒為車(chē)和人總重的0.04倍。當(dāng)此電動(dòng)車(chē)達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力為        N，當(dāng)車(chē)速為2m/s時(shí)，其加速度為          m/s²(g=10m/s²)。

規(guī)格		后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)
車(chē)型	14電動(dòng)自行車(chē)	額定輸出功率	200W
整車(chē)質(zhì)量	40Kg	額定電壓	48V
最大載重	120 Kg	額定電流	4.5A

以自行車(chē)代替汽車(chē)出行，可以減少我們現(xiàn)代生活中留下的“磁足跡”，積極應(yīng)對(duì)全球氣候變暖的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我們的各種行為留下的“磁足跡”可以用直觀的“磁足跡計(jì)數(shù)器”進(jìn)行估算。比如：www.ks5u.com

開(kāi)車(chē)的二氧化碳排放量（Kg）=汽油消耗升數(shù)×2.2

設(shè)騎車(chē)代替開(kāi)車(chē)出行100Km,可以節(jié)約9L,則可以減排的二氧化碳越（   ）

A．100Kg

B．20Kg

C．9 Kg

D．2.2 Kg

Answer 1

【小題1】A

【小題2】減小壓強(qiáng)（提高穩(wěn)定性）；增大摩擦（防止打滑；排水）

【小題3】；牙盤(pán)的齒輪數(shù)m、飛輪的齒輪數(shù)n、自行車(chē)后輪的半徑R(牙盤(pán)的半徑r₁、飛輪的半徑r₂、自行車(chē)后輪的半徑R)；

【小題4】40：0.6

【小題5】B

解析:

【小題1】這種老式不帶鏈條的自行車(chē)，驅(qū)動(dòng)輪在前輪，人蹬車(chē)的角速度一定的情況下，線(xiàn)速度，可見(jiàn)自行車(chē)的速度就很大，所以A正確。

【小題2】車(chē)胎變寬能夠增大輪胎與地面的接觸面積，提高穩(wěn)定性，減小壓強(qiáng)，有利于行車(chē)安全；自行車(chē)后輪外胎上的花紋，增大摩擦，防止打滑。

【小題3】依據(jù)角速度的定義是；要求自行車(chē)的騎行速度，還要知道自行車(chē)后輪的半徑R，牙盤(pán)的半徑r₁、飛輪的半徑r₂、自行車(chē)后輪的半徑R;由，又，而，以上各式聯(lián)立解得。

【小題4】電瓶車(chē)的額定功率P=200W，又由于，當(dāng)電動(dòng)車(chē)達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力；當(dāng)車(chē)速為2m/s時(shí)，牽引力為，依據(jù)牛頓第二定律，可知a=0.6 m/s²。

【小題5】節(jié)約9L油，可減少開(kāi)車(chē)的二氧化碳排放量為9×2.2Kg=19.8Kg，故B正確。