Question

11．2016年5月15日，“環(huán)塔拉力賽”從新疆塔城市發(fā)車(chē)，一輛質(zhì)量為2×10³kg的越野車(chē)在一段平直的沙石路面上以10m/s的速度勻速行駛，在行駛過(guò)程中受到的阻力等于車(chē)重的0.1倍，輪胎與地面的總接觸面積為0.4m²．求：
（1）越野車(chē)所受的重力．
（2）越野車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）越野車(chē)的牽引力在1min內(nèi)做的功．

Answer 1

分析 （1）汽車(chē)的質(zhì)量是已知的，根據(jù)G=mg求出汽車(chē)的重力；
（2）汽車(chē)在水平地面上，對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)的重力，受力面積等于輪胎與地面的總接觸面積；根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（3）汽車(chē)的速度和時(shí)間都是已知的，根據(jù)s=vt求出汽車(chē)的行駛路程；根據(jù)阻力和重力的關(guān)系求出阻力，而物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小是相等的，根據(jù)W=Fs求出牽引力的所做的功．

解答 解：（1）汽車(chē)的重力：G=mg=2×10³kg×10N/kg=2×10⁴N；
（2）汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力：F_壓=G=2×10⁴N；
地面的受力面積：S=0.4m²；
汽車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.4{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，汽車(chē)在1min內(nèi)通過(guò)的路程：s=vt=10m/s×60s=600m；
汽車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力：f=0.1G=0.1×2×10⁴N=2000N，
汽車(chē)做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，大小是相等的，牽引力F=f=2000N，
汽車(chē)牽引力在1min內(nèi)做的功：W=Fs=2000N×600m=1.2×10⁶J．
答：（1）汽車(chē)所受重力為2×10⁴N；
（2）汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為5×10⁴Pa；
（3）汽車(chē)牽引力在1min內(nèi)做的功為1.2×10⁶J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是重力、路程、牽引力、壓強(qiáng)的計(jì)算，是一道綜合題；關(guān)鍵是根據(jù)平衡力的知識(shí)判斷汽車(chē)前進(jìn)的牽引力和知道水平面上物體的壓力與自身的重力相等．