Question

9．如圖甲是某種型號(hào)的轎車(chē)，車(chē)的質(zhì)量為600kg，每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為200cm³．一次該車(chē)在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車(chē)速監(jiān)控檢測(cè)點(diǎn)．檢測(cè)點(diǎn)的距離傳感器從向車(chē)發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到信號(hào)共用了6s．在連接距離傳感器的計(jì)算機(jī)屏幕上顯示的該車(chē)運(yùn)動(dòng)的s-t圖象如圖乙所示（超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）．求：

（1）該小轎車(chē)空載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）超聲波信號(hào)遇到小車(chē)時(shí)，小車(chē)與檢測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的距離．
（3）若小車(chē)在運(yùn)動(dòng)中所受阻力大小為3000N，則小車(chē)在10s內(nèi)牽引力所做的功．

Answer 1

分析 （1）首先將面積統(tǒng)一成國(guó)際制單位，然后，根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$代入可解答．
（2）由“檢測(cè)點(diǎn)的距離傳感器從向車(chē)發(fā)出超聲波信號(hào)到接收到信號(hào)共用了0.6s”可知走單程所用的時(shí)間．再根據(jù)s=vt可求出小車(chē)與檢測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的距離．
（3）由乙圖可得，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)．根據(jù)速度公式，求出速度大小后，由于物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以牽引力與阻力是平衡力，大小相等．
根據(jù)速度的大小和時(shí)間，來(lái)計(jì)算汽車(chē)通過(guò)的路程．根據(jù)牽引力和路程，來(lái)進(jìn)行功的計(jì)算．

解答 解：（1）F=G=mg=600kg×10N/kg=6×10³N，S=4×200cm²=4×2×10^-2m²=8×10^-2m²，
該小轎車(chē)空載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6×1{0}^{3}N}{8{×10}^{-2}{m}^{2}}$=7.5×10⁴Pa．
（2）超聲波信號(hào)走單程所用的時(shí)間t=$\frac{1}{2}$×6s=3s，
則小車(chē)與檢測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的距離s=vt=340m/s×3s=1020m．
（3）在乙圖中，物體運(yùn)動(dòng)2s時(shí)，通過(guò)路程為40m．根據(jù)速度公式，可得
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{40m}{2s}$=20m/s，
當(dāng)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受阻力與牽引力相等，即F=f=3000N，
根據(jù)速度公式，可得：
s=vt=20m/s×10s=200m
根據(jù)功的計(jì)算公式，可得：
W=Fs=3000N×200m=6×10⁵J．
答：（1）該小轎車(chē)空載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為7.5×10⁴Pa．
（2）小車(chē)與檢測(cè)監(jiān)控點(diǎn)的距離為1020m．
（3）牽引力所做的功6×10⁵J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)的計(jì)算、對(duì)速度公式、做功公式的使用能力，同時(shí)要求熟練掌握勻速直線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及其圖象，綜合性很強(qiáng)，難度較大．在解答時(shí)，各物理量要注意統(tǒng)一使用國(guó)際單位制單位．