Question

9．一輛在水平路面上沿直線勻速行駛的貨車，行駛時所受的阻力為車總重的0.1倍，貨車（含駕駛員）空載時重為2.5×10⁴N．
（1）求貨車以36km/h的速度空載勻速行駛時，10s內(nèi)貨車牽引力做的功；
（2）當(dāng)貨車以90kW的額定功率、90km/h的速度勻速行駛時，求貨車最多可裝載多重的貨物．
（3）汽車剎車踏板如圖杠桿，請你畫出此杠桿的阻力與阻力臂．

Answer 1

分析 （1）知道貨車空載時重G，利用f=0.1G求貨車空載行駛時所受的阻力大小；汽車勻速行駛牽引力F=f，利用s=vt求汽車行駛的距離，再利用W=Fs求10s內(nèi)貨車牽引力做的功；
（2）根據(jù)P=Fv求出汽車牽引力的大小，因勻速行駛時F=f，根據(jù)f=0.1G求貨車總重，然后減去空載時的重力即為可裝載的貨物重力；
（3）力臂是指從支點到力的作用線的垂直距離；先畫出阻力，再畫阻力臂．

解答 解：
（1）貨車空載行駛時所受的阻力大小：f=0.1G_空=0.1×2.5×10⁴N=2.5×10³N；
因為貨車勻速行駛，所以牽引力：F=f=2.5×10³N，
v=36km/h=10m/s，
10s貨車行駛的距離：s=vt=10m/s×10s=100m，
10s內(nèi)貨車牽引力做的功：W=Fs=2.5×10³N×100m=2.5×10⁵J；
（2）貨車功率P′=90kW=9×10⁴W，
此時貨船的速度：v′=90km/h=25m/s，
由P=Fv得此時牽引力：
F′=$\frac{P′}{v′}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{25m/s}$=3600N，
因為汽車勻速行駛，
所以此時阻力：f′=F′=3600N，
因為f′=0.1G_總，
所以G_總=$\frac{f′}{0.1}$=$\frac{3600N}{0.1}$=3.6×10⁴N，
裝載貨物的最大重力：G_載物=G_總-G_空=3.6×10⁴N-2.5×10⁴N=1.1×10⁴N；
（3）如圖，阻力作用點在A點，阻力方向水平向左，從支點O到阻力作用線的垂直距離，即阻力臂L．

答：（1）貨車以36km/h的速度空載勻速行駛時，10s內(nèi)貨車牽引力做的功為2.5×10⁵ J；
（2）當(dāng)貨車以90kW的額定功率、90km/h的速度勻速行駛時，貨車最多可裝載1.1×10⁴N的貨物；
（3）如圖所示．

點評 本題考查了學(xué)生對功的公式W=Fs、功率公式P=Fv的了解與掌握以及力臂的畫法，本題關(guān)鍵是兩次利用汽車勻速行駛時汽車受到的阻力等于牽引力等于0.1G．