Question

【題目】某品牌平衡車(chē)的質(zhì)量為 20kg，每個(gè)車(chē)輪與地面的接觸面積為 20cm2，可以改裝成四輪卡丁車(chē)，改裝配件質(zhì)量為 40kg，其中輪胎規(guī)格與原平衡車(chē)相同，改裝前后，車(chē)輛最大車(chē)速均為 20km/h，使用者小明質(zhì)量為 60kg，駕駛這輛平衡車(chē)勻速通過(guò)一段長(zhǎng)為 2km 的平直路段，這一過(guò)程中平衡車(chē)的輸出功率 1000W，求：

（1）小明至少需要多少 min 才能通過(guò)該路段？

（2）平衡車(chē)在這一過(guò)程中所做的功多大？

（3）同樣是小明駕控車(chē)輛，改裝前后車(chē)輛對(duì)水平路面壓強(qiáng)的變化量是多少？

Answer 1

【答案】(1)6min；(2)3.6×105J；(3) 5×104Pa

【解析】

(1)小明通過(guò)該路段需要的時(shí)間至少為

(2)平衡車(chē)所做的功

W=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J

(3)改裝前，車(chē)與小明的總重力

G1=m車(chē)g+m人g=20kg×10N/kg+60kg×10N/kg=800N

此時(shí)，車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)

改裝后，車(chē)與小明的總重力

G2=m車(chē)＇g+m人＇g=(20kg+40kg)×10N/kg+60kg×10N/kg=1200N

此時(shí)車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)

壓強(qiáng)的變化量

p=p1-p2=2×105Pa-1.5×105Pa=5×104Pa

答：(1)小明至少需要6min才能通過(guò)該路段；

(2)平衡車(chē)在這一過(guò)程中所做的功是3.6×105J；

(3)改裝前后車(chē)輛對(duì)水平路面壓強(qiáng)的變化量是5×104Pa。