Question

20．雪地摩托車是一款冬季越野裝備，配有履帶和滑雪板，下表是某款雪地摩托車的主要參數(shù)．（g取10牛/千克）

凈重	180千克
額定輸出功率	15千瓦
最高車速	54千米/小時(shí)
滑雪板與地面總接觸面積	0.3平方米
履帶與地面總接觸面積	0.6平方米

（1）滑雪板下表面光滑可以減小與雪地間的摩擦．
（2）雪地摩托車停放在水平雪地上時(shí)，對(duì)雪地的壓強(qiáng)為多少？
（3）當(dāng)雪地摩托車在額定輸出功率下以最高時(shí)速勻速行駛時(shí)，受到的阻力為多少？

Answer 1

分析 （1）減小摩擦力的方法：在接觸面粗糙程度一定時(shí)，通過減小壓力來減小摩擦力；在壓力一定時(shí)，通過減小接觸面的粗糙程度來減小摩擦力；使接觸面脫離；用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦．
（2）摩托車對(duì)水平地面的壓力等于其重力，應(yīng)用壓強(qiáng)公式可以求出摩托車對(duì)雪地的壓強(qiáng)．
（3）由功率公式求出摩托車的牽引力，然后由平衡條件求出阻力．

解答 解：
（1）滑雪板下表面光滑，是在壓力一定時(shí)，通過減小接觸面的粗糙程度來減小與雪地間的摩擦．
（2）總受力面積：S=0.3m²+0.6m²=0.9 m²
雪地摩托車停放在水平雪地上，摩托車對(duì)雪地的壓力：F=G=mg=180kg×10N/kg=1800N，
摩托車對(duì)雪地的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1800N}{0.9{m}^{2}}$=2000Pa；
（3）P=15kW=1.5×10⁴W，v=54km/h=15m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，牽引力：F_牽=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}W}{15m/s}$=1000N，
摩托車勻速行駛，受到路面的阻力：f=F_牽=1000N．
答：（1）減小；
（2）雪地摩托車停放在水平雪地上時(shí)，對(duì)雪地的壓強(qiáng)為2000Pa；
（3）當(dāng)雪地摩托車在額定輸出功率下以最高時(shí)速勻速行駛時(shí)，受到路面的阻力為1000N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了減小摩擦的措施、求壓強(qiáng)與阻力問題，知道影響壓強(qiáng)大小的因素、應(yīng)用壓強(qiáng)公式、功率公式與平衡條件即可正確解題．