Question

16．公交公司最近更換了一批新型混合動(dòng)力公交車，在進(jìn)行新車測(cè)試時(shí)獲得的一些數(shù)據(jù)如下：新型公交車總質(zhì)量為4×10³kg，輪胎與地面總接觸面積為0.4m²，車勻速行駛時(shí)所受阻力是車總重的0.5倍，公交車在牽引力作用下在平直公路上勻速行駛，2min內(nèi)行駛了1200m（g取10N/kg，忽略司機(jī)的質(zhì)量）．求：
（1）公交車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）公交車在2min內(nèi)牽引力做功的功率．

Answer 1

分析 （1）公交車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于公交車的總重力，已知輪胎與地面總接觸面積；根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$計(jì)算公交車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）公交車沿平直公路勻速行駛，則公交車受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件求出牽引力，然后根據(jù)W=Fs求出公交車牽引力所做的功；
知道公交車牽引力所做的功和做功時(shí)間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$計(jì)算牽引力做功的功率．

解答 解：
（1）公交車的總重力：G=mg=4×10³kg×10N/kg=4×10⁴N，
公交車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：F=G=4×10⁴N；
公交車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4×1{0}^{4}N}{0.4{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）由題可知，公交車勻速行駛時(shí)所受阻力：f=0.5G=0.5×4×10⁴N=2×10⁴N，
因?yàn)楣�交車沿平直公路勻速行駛�?br />所以公交車受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，則F_牽=f=2×10⁴N；
公交車在2min內(nèi)牽引力做的功：W=F_牽s=2×10⁴N×1200m=2.4×10⁷J；
牽引力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{2×60s}$=2×10⁵W．
答：（1）公交車靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為1×10⁵Pa；
（2）公交車在2min內(nèi)牽引力做功的功率為2×10⁵W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力、壓強(qiáng)、功、功率的計(jì)算以及二力平衡條件的應(yīng)用，熟練應(yīng)用基本公式即可正確解題，對(duì)于第2小題也可根據(jù)P=Fv求出牽引力做功的功率．