Question

15．2012年4月5日開始實(shí)施的《校車安全管理?xiàng)l例》第三十五條規(guī)定，載有學(xué)生的校車在普通公路上行駛的最高速度不得超過60km/h．如圖是一款智慧校車，整車的質(zhì)量是6600kg．智慧校車超過限定速度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出超速語音報(bào)警，并強(qiáng)制控制車輛行駛速度，保證安全行車．
（1）若空載時(shí)校車車輪與路面的總接觸面積是0.2m²，此時(shí)校車對水平路面的壓強(qiáng)是多大？
（2）該校車在普通公路沿水平方向勻速行駛時(shí)，受到的阻力是3000N，校車在4min內(nèi)最多可做多少功？

Answer 1

分析 （1）校車對水平面上的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對水平路面的壓強(qiáng)；
（2）汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，根據(jù)二力平衡條件求出牽引力；根據(jù)P=Fv求出最大功率，根據(jù)W=Pt求出校車在4min內(nèi)做的功．

解答 解：（1）校車對水平路面的壓力：
F=G=mg=6600kg×10N/kg=66000N，
校車對水平路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{66000N}{0.2{m}^{2}}$=3.3×10⁵Pa；
（2）校車的最大速度：
v=60km/h=$\frac{50}{3}$m/s，
因?yàn)樾＼噭蛩僦本�運(yùn)動(dòng)，
所以受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
即F=f=3000N，
校車的最大功率：
P=Fv=3000N×$\frac{50}{3}$m/s=5×10⁴W，
校車在4min內(nèi)最多可做功：
W=Pt=5×10⁴W×4×60s=1.2×10⁷J．
答：（1）空載時(shí)校車對水平路面的壓強(qiáng)是3.3×10⁵Pa；
（2）校車在4min內(nèi)最多可做1.2×10⁷J的功．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、二力平衡條件、功率公式和功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用和知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．