Question

20．2011年4月12日，英國倫敦展出了新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車，如圖所示．該車功率極大，最大車速能達到1609km/h，創(chuàng)造了短期內無法超越的世界紀錄．在一次測試中，“偵探獵犬”以400m/s的速度勻速直線行駛了2000m，受到水平方向的阻力為2×10⁵N．問：（取g=10N/kg）
（1）在測試過程中，汽車受到水平方向的牽引力是多少？
（2）在測試過程中，汽車牽引力所做的功和功率分別是多少？
（3）若該車質量為1.0×10⁶kg，車輪與地面的接觸面積為2.0m²，則“偵探獵犬”對水平地面的壓力、壓強分別是多少？

Answer 1

分析 （1）知道“偵探獵犬”勻速直線行駛，處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的牽引力和阻力為一對平衡力，據此求出牽引力的大小；
（2）知道行駛距離s，根據W=Fs求汽車牽引力所做的功；知道勻速行駛的速度，利用公式P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求汽車牽引力的做功功率；
（3）知道汽車的質量，根據G=mg求出重力，水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據p=$\frac{F}{S}$求出該車對水平地面的壓強．

解答 解：
（1）因為“偵探獵犬”勻速直線行駛，所以汽車處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力為一對平衡力，牽引力為：F=f=2×10⁵N；
（2）汽車牽引力所做的功：
W=Fs=2×10⁵N×2000m=4×10⁸J，
汽車牽引力做功功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2×10⁵N×400m/s=8×10⁷W；
（3）汽車的重力：
G=mg=1.0×10⁶kg×10N/kg=1.0×10⁷N，
該車對水平地面的壓力：
F_壓=G=1.0×10⁷N，
汽車對水平地面的壓強：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.0×1{0}^{7}N}{2.0{m}^{2}}$=5×10⁶Pa．
答：
（1）汽車受到水平方向的牽引力是2×10⁵N；
（2）汽車牽引力所做的功和功率分別是4×10⁸J、8×10⁷W；
（3）該車對水平地面的壓力、壓強分別是為1.0×10⁷N、5×10⁶Pa．

點評 本題考查了二力平衡的應用、功和功率公式、重力公式和壓強公式的應用，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．