Question

4．如圖所示，質(zhì)量為1200kg的小轎車在平直的公路上勻速行駛，它在10min內(nèi)通過的路程為15km，這個過程中司機(jī)看到路邊如圖所示的限速牌．已知小轎車所受的阻力是車重的0.2倍，四個輪胎與地面的總接觸面積為0.08m²．（g 取10N/kg）
（1）求小轎車對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)．
（2）求小轎車的牽引力在這段時間內(nèi)所做的功．
（3）請通過計算說明，小轎車在這段時間內(nèi)是否超速．

Answer 1

分析 （1）水平地面上的物體對支撐面的壓力等于其重力，已知總接觸面積，利用公式p=$\frac{F}{S}$求小轎車對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）知道牽引力大小和行駛的路程，利用W=Fs求牽引力做的功；
（3）知道路程和時間求速度，參考交通標(biāo)志牌，得出是否超速．

解答 解：（1）小轎車對水平地面的壓力：
F_壓=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
S=0.08m²，
小轎車對水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（2）由于小轎車在平直的公路上勻速行駛，受到兩對平衡力的作用：
F=f=0.2G=0.2mg=0.2×1200kg×10N/kg=2.4×10³N，
牽引力做的功：
W=Fs=2.4×10³N×15×10³m=3.6×10⁷J；
（3）小轎車的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{15km}{\frac{10}{60}h}$=90km/h＜100km/h，
所以小轎車在這段時間內(nèi)沒有超速．
答：
（1）小轎車對地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1.5×10⁵Pa；
（2）小轎車的牽引力在這段時間內(nèi)所做的功3.6×10⁷J；
（3）小轎車在這段時間內(nèi)沒有超速．

點(diǎn)評 本題考查的是重力、壓強(qiáng)、功和速度的計算以及二力平衡條件的應(yīng)用、力的示意圖的畫法，包括了力學(xué)最重要的公式的應(yīng)用，但環(huán)節(jié)不復(fù)雜，只要掌握基本公式就能解答．