Question

6．純電動(dòng)公交車(chē)不產(chǎn)生排氣污染，有益環(huán)保．天臺(tái)縣公共交通有限公司今年采購(gòu)十輛“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”加入運(yùn)營(yíng)．
（1）“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”質(zhì)量為13噸，滿(mǎn)載時(shí)車(chē)上所有人的質(zhì)量3噸，若車(chē)與地面總接觸面積為0.2m²，靜止在水平路面上滿(mǎn)載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為多大？
（2）這種公交車(chē)滿(mǎn)載時(shí)在某一水平路面上以18千里/時(shí)的速度勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若受到阻力為車(chē)重的0.1倍，則前進(jìn)10分鐘時(shí)克服阻力做功多少？
（3）已知“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”每公里耗電約0.65千瓦時(shí)，電費(fèi)1元/千瓦時(shí)；“傳統(tǒng)8.5米公交”100公里耗油量一般20升，每升柴油以6元來(lái)計(jì)算．從耗能角度比較哪一類(lèi)型的公交車(chē)的運(yùn)營(yíng)成本更低，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算來(lái)說(shuō)明．

Answer 1

分析 （1）車(chē)對(duì)地面的壓力等于車(chē)與人的總重力，利用G=mg求出，又知受力面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$求出車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（2）根據(jù)阻力與車(chē)重的關(guān)系求出阻力，利用速度公式求出路程，再利用W=fs計(jì)算克服阻力做功；
（3）計(jì)算出“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”每行駛100km耗電的費(fèi)用和“傳統(tǒng)8.5米公交”每行駛100km耗油的費(fèi)用，進(jìn)行比較得出誰(shuí)更經(jīng)濟(jì)；

解答 解：
（1）該公交車(chē)靜止在水平路面上滿(mǎn)載時(shí)對(duì)地面的壓力：
F=G_總=（m_車(chē)+m_人）g=（13×10³kg+3×10³kg）×10N/kg=1.6×10⁵N，
公交車(chē)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{5}N}{0.2{m}^{2}}$=8×10⁵Pa．
（2）由題知，車(chē)受到的阻力：f=0.1G_總=0.1×1.6×10⁵N=1.6×10⁴N，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，車(chē)通過(guò)的路程：s=vt=18km/h×10×$\frac{1}{60}$h=3km=3000m，
則前進(jìn)10分鐘時(shí)克服阻力做功：W=fs=1.6×10⁴N×3000m=4.8×10⁷J；
（3）“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”每行駛100km耗電的費(fèi)用：100×0.65kW•h×1元/kW•h=65元，
“傳統(tǒng)8.5米公交”每行駛100km耗油的費(fèi)用為：20L×6元/L=120元，
由此可知，每行駛100km的路程，“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”比“傳統(tǒng)8.5米公交”的費(fèi)用低，所以使用“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”的運(yùn)營(yíng)成本更低．
答：（1）“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”靜止在水平路面上滿(mǎn)載時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為8×10⁵Pa．
（2）前進(jìn)10分鐘時(shí)克服阻力做功4.8×10⁷J；
（3）計(jì)算可知，“8.5米系列純電動(dòng)公交車(chē)”的運(yùn)營(yíng)成本更低．

點(diǎn)評(píng) 此題考查壓強(qiáng)的大小計(jì)算、功的計(jì)算，同時(shí)涉及到車(chē)的運(yùn)用成本核算，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，但難度不大，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．