Question

15．十字路口紅綠燈設(shè)置的時(shí)間長(zhǎng)短中包含著許多科學(xué)道理．
（1）行人在交通路口過(guò)馬路時(shí)，應(yīng)注意觀察綠燈的剩余時(shí)間，否則有可能被“困”在路中央．若綠燈倒計(jì)時(shí)還剩5秒，此時(shí)行人要沿斑馬線穿過(guò)寬為20米的馬路，則速度至少多大才能安全通過(guò)？
（2）汽車遇紅燈在路口等待時(shí)，通常是不熄火的，這不但會(huì)白白消耗能源，同時(shí)還會(huì)造成環(huán)境污染．有研究顯示，汽車不熄火等侯10秒鐘，約需消耗汽油11毫升．若在路口等候30秒，消耗的汽油質(zhì)量約為多少克？（ρ_油=0.8×l0³kg/m³）
（3）紅綠燈設(shè)置時(shí)間的長(zhǎng)短需要考慮的因素很多，下列因素中需要考慮的是ABCD．（可多選）
A．車流量    B．道路寬度    C．人流量    D．時(shí)間段
（4）一個(gè)行人質(zhì)量為60千克，每只腳與地面的接觸面積為200厘米²，他站立等候時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$計(jì)算行人通過(guò)馬路的速度；
（2）先計(jì)算等候30s汽車消耗汽油的體積，再由ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算汽油的質(zhì)量；
（3）根據(jù)車與人的流量、道路的寬度、時(shí)間段設(shè)置紅綠燈的時(shí)間長(zhǎng)短；
（4）已知人的質(zhì)量，根據(jù)公式G=mg可求人的重力；此時(shí)他對(duì)地面的壓力等于其重力；還知道每只鞋底與地面接觸面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$求出他對(duì)地面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）由題行人需要在5s內(nèi)穿過(guò)20m的馬路，所以行人的速度至少為：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{20m}{5s}$=4m/s；
（2）30s消耗汽油的體積：V=10ml/10s×30s=30ml，
由ρ=$\frac{m}{V}$得，消耗汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×30×10^-6m³=24×10^-3kg=24g；
（3）由生活經(jīng)驗(yàn)可知，應(yīng)根據(jù)：車流量、道路寬度、人流量、時(shí)間段設(shè)置紅綠燈的時(shí)間，故選ABCD；
（4）人對(duì)地面壓力：
F=G=mg=60kg×10N/kg=600N，
受力面積：S=2×200×10^-4m²=4×10^-2m²．
他站立等候時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1.5×10⁴Pa．
答：（1）行人要沿斑馬線穿過(guò)寬為20米的馬路，則速度至少4m/s才能安全通過(guò)；
（2）在路口等候30秒，消耗的汽油質(zhì)量約為24g；
（3）ABCD；
（4）他站立等候時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)為1.5×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了速度、密度、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，紅綠燈時(shí)間設(shè)置應(yīng)考慮的因素等，難度不大，熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．