Question

按照有關(guān)規(guī)定，車輛嚴(yán)禁超載，車輛輪胎對(duì)路面的壓強(qiáng)應(yīng)控制在7×10⁵Pa以內(nèi)．稽查人員在京滬高速上對(duì)一輛自重6t的10輪汽車進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其車廂內(nèi)裝有一塊規(guī)整的大理石，長3m、寬2m、高2m．已知大理石的密度為2.7×10³kg/m³，取g=10N/kg，求：
（1）汽車車廂內(nèi)大理石的質(zhì)量；
（2）該車此時(shí)對(duì)路面的壓力；
（3）若每個(gè)車輪與水平地面的接觸面積為4×10^-2m²，通過計(jì)算說明該車是否已超載？
（4）運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)，簡要說明超載可能造成的兩個(gè)危害．

Answer 1

解：
（1）大理石的體積：
V=3m×2m×2m=12m³
汽車運(yùn)載的大理石的質(zhì)量：
m_石=ρ_石V_石=2.7×10³kg/m³×12 m³=3.24×10⁴kg；
（2）汽車和大理石的總質(zhì)量：
m=m_石+m_自=3.24×10⁴kg+0.6×10⁴kg=3.84×10⁴kg
汽車和大理石總重：
G=mg=3.84×10⁴kg×10N/kg=3.84×10⁵ N，
汽車對(duì)路面的壓力F=G=3.84×10⁵ N；
（3）車輪與地面接觸的總面積：
S=10×4×10^-2m²=0.4m²
汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)
P===9.6×10⁵Pa；
由于汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)大于規(guī)定值7×10⁵Pa，所以該車已超載．
（4）車輛超載后，對(duì)地面的壓強(qiáng)過大，容易破壞路面；車輛超載后，慣性較大，遇到緊急情況時(shí)，剎車?yán)щy，易引發(fā)交通事故．
答：
（1）汽車運(yùn)載的大理石的質(zhì)量3.24×10⁴kg；
（2）該車此時(shí)對(duì)路面的壓力3.84×10⁵ N；
（3）汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)為9.6×10⁵Pa；
（4）車輛超載后，對(duì)地面的壓強(qiáng)過大，容易破壞路面；車輛超載后，慣性較大，遇到緊急情況時(shí)，剎車?yán)щy，易引發(fā)交通事故．
分析：（1）已知大理石的長、寬、高，可以得到其體積；已知大理石的密度和體積，利用m=ρV計(jì)算出質(zhì)量；
（2）已知汽車的質(zhì)量和大理石的質(zhì)量，可以得到車貨的總質(zhì)量；已知總質(zhì)量可以得到總重力；處于水平路面上的汽車，對(duì)地面的壓力等于其重力；
（3）已知每個(gè)車輪與地面的接觸面積，可以得到車輪與地面總的接觸面積；已知汽車對(duì)地面的壓力和與地面的接觸面積，利用P=計(jì)算對(duì)地面的壓強(qiáng)；將得到的壓強(qiáng)與運(yùn)行的壓強(qiáng)對(duì)比，就能確定是否超載；
（4）地面能承受的壓強(qiáng)是一定的，壓強(qiáng)過大，會(huì)造成路面下陷、變形甚至斷裂；質(zhì)量大，慣性大，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不易改變．
點(diǎn)評(píng)：此題是易錯(cuò)題，容易出錯(cuò)的地方是計(jì)算壓強(qiáng)時(shí)，審題不清誤把每個(gè)輪胎與地而的接觸面積當(dāng)成總接觸面積．