Question

2．“嫦娥三號(hào)”于2013年12月02日1時(shí)30分由長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭 從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 發(fā)射，12月6日抵達(dá)月球軌道，12月14日帶著我國(guó)自行研究的第一艘月球車--“玉兔號(hào)”成功軟著陸月球．
（1）“玉兔號(hào)”攜帶的導(dǎo)航相機(jī)在10米范圍內(nèi)才能看得準(zhǔn)，所以每運(yùn)動(dòng)10米后要重新選擇運(yùn)動(dòng)路線．已知“玉兔號(hào)”在月球行進(jìn)的平均速度是0.05米/秒，則每運(yùn)動(dòng)10米所需的時(shí)間是多少？
（2）“玉兔號(hào)”安裝了6只輪子，可防止在月壤上下陷．已知“玉兔號(hào)”質(zhì)量為144千克，其在月球上所受重力為地球上所受重力的$\frac{1}{6}$，設(shè)每只輪子與地面的接觸面積為100平方厘米，則“玉兔號(hào)”對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？（g取10牛/千克）
（3）月球車輪子的設(shè)計(jì)除了減小壓強(qiáng)外，還需考慮哪些方面呢？請(qǐng)你根據(jù)月球表面特點(diǎn)，對(duì)輪子的設(shè)計(jì)提出一種設(shè)想，并說明設(shè)計(jì)的原因：月球表面土壤松軟．

Answer 1

分析 （1）由速度公式計(jì)算每運(yùn)動(dòng)10米所需的時(shí)間；
（2）月球車的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出月球車在地球上受到重力，再根據(jù)同一物體在月球上的重力是地球上的$\frac{1}{6}$求出該月球車在月球上受到重力；
月球車在月球表面靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于在月球上受到的重力，也就是其對(duì)地面的壓力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可計(jì)算它對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）摩擦力大小的影響因素有壓力大小和接觸面的粗糙程度，可從增大摩擦的角度分析解答．

解答 解：
（1）由題根據(jù)速度公式可得，玉兔號(hào)每運(yùn)動(dòng)10米所需的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10m}{0.05m/s}$=200s；
（2）月球車在地球上受到重力：
G_地=mg_地=144kg×10N/kg=1440N，
因同一物體在月球上的重力是地球上的$\frac{1}{6}$，
所以，月球車在月球上受到重力：
G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1440N=240N；
該月球車在月球表時(shí)對(duì)地面的壓力：
F=G_月=240N，
該月球車與月球表面的接觸面積：
S=100cm²×6=600cm²=0.06m²，
該月球車在月球表面靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{240N}{0.06{m}^{2}}$=4000Pa；
（3）因?yàn)樵虑虮砻嫱寥浪绍洠�月球車裝有六個(gè)車輪，車輪上刻有螺旋形花紋是為了增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力；
答：（1）每運(yùn)動(dòng)10米所需的時(shí)間是200s；
（2）在月球上“玉兔號(hào)”對(duì)地面的壓強(qiáng)是4000Pa；
（3）因?yàn)樵虑虮砻嫱寥浪绍�，月球車輪子的設(shè)計(jì)除了減小壓強(qiáng)外，還需考慮增大摩擦力，車輪上刻有螺旋形花紋是為了增大摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了速度公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，還考查了摩擦力大小的影響因素，屬于一道基礎(chǔ)題．