Question

【題目】如圖所示，總質量為1500kg的小汽車每個輪胎與地面的接觸面積為0.03m2 ， 該車以72km/h速度由小明家沿水平直路行駛到學校用了0.5h，已知汽車在行駛過程中受到的阻力恒為車重的0.05倍（g=10N/kg），求：
（1）汽車靜止時對水平地面的壓強；
（2）小明家到學校的距離；
（3）在此過程中汽車牽引力做的功．

Answer 1

【答案】
（1）解：汽車的重力：

G=mg=1500kg×10N/kg=1.5×104N，

汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：

F壓=G=1.5×104N，

地面的受力面積：

S=0.03m2×4=0.12m2，

汽車對水平地面的壓強：

p= = =1.25×105Pa；

答：汽車對地面的壓強為1.25×105Pa；

（2）解：由v= 得：汽車在0.5h內通過的路程：

s=vt=72km/h×0.5h=36km=36000m，

答：汽車在0.5h內通過的路程為36km；

（3）解：汽車運動時的阻力：

f=1.5×104N×0.05=750N，

因為汽車做勻速直線運動，勻速直線運動是一種平衡狀態(tài)，

所以受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小是相等的，則牽引力F=f=750N，

汽車牽引力在0.5h內做的功：

W=Fs=750N×36000m=2.7×107J，

答：在此過程中汽車牽引力做功為2.7×107J．

【解析】（1）汽車的質量是已知的，根據(jù)G=mg求出汽車的重力；汽車在水平地面上，對地面的壓力等于汽車的重力，受力面積等于四個輪胎和地面的接觸面積；根據(jù)壓強公式求出汽車對水平地面的壓強；（2）汽車的速度和時間都是已知的，根據(jù)s=vt求出汽車的行駛路程；也就是小明家到學校的距離；（3）根據(jù)阻力和重力的關系求出阻力，而物體做勻速直線運動，牽引力和阻力是一對平衡力，大小是相等的；根據(jù)W=Fs求出牽引力的所做的功．
【考點精析】利用壓強的大小及其計算和功的計算對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．