Question

18．西咸新區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng)開(kāi)工建設(shè)，如圖甲為建設(shè)工地上運(yùn)送沙子的載重汽車的示意圖，該車的整車質(zhì)量為12噸，最大載重質(zhì)量是12.6噸，根據(jù)規(guī)定，車輛對(duì)路面的壓強(qiáng)不得超7×10⁵Pa．
（1）汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；它的自動(dòng)卸貨裝置是（如圖乙）一個(gè)省力杠桿；
（2）在汽車滿載的情況下，車對(duì)馬路壓強(qiáng)不超過(guò)7×10⁵Pa．，則車輪與地面的接觸面積不得小于多少m²；
（3）為了保證汽車不超載，該車一次最多能裝沙子的體積是多少？（沙子的密度為1.28×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）熱機(jī)工作的過(guò)程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；當(dāng)動(dòng)力臂大于阻力臂時(shí)為省力杠桿；
（2）先根據(jù)G=mg求出車和貨物的最大重力，然后根據(jù)p=$\frac{F}{S}$的變形公式求出車輪與地面的最小接觸面積；
（3）已知沙子的質(zhì)量和密度，根據(jù)密度的變形公式求出該車一次最多能裝沙子的體積．

解答 解：（1）汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程；
根據(jù)圖乙可知，動(dòng)力臂大于阻力臂，因此自動(dòng)卸貨裝置是一個(gè)省力杠桿；
（2）車和貨物的最大重力：G=G_車+G_貨物=12×10³kg×10N/kg+12.6×10³kg×10N/kg=2.46×10⁵N；
由p=$\frac{F}{S}$可知，車輪與地面的最小接觸面積：
S=$\frac{F}{P}$=$\frac{2.46×1{0}^{5}N}{7×1{0}^{5}Pa}$≈0.35m²；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可知，為了保證汽車不超載，該車一次最多能裝沙子的體積：
V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{12.6×1{0}^{3}kg}{1.28×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈9.84m³．
答：（1）機(jī)械；省力；
（2）車輪與地面的接觸面積不得小于0.35m²；
（3）為了保證汽車不超載，該車一次最多能裝沙子的體積是9.84m³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查熱機(jī)的工作原理、杠桿的分類、壓強(qiáng)公式和密度公式的應(yīng)用，關(guān)鍵明確在水平面上靜止或行駛的車輛，對(duì)地面的壓力等于車和貨物的總重力．