Question

2．隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經走進我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛四輪轎車．
（1）通過查看說明書得知轎車車身質量為1725kg．當車上載有195kg的人和物品時，平均每個車輪與地面的接觸面積為100cm²，則轎車對地面的壓強為多大？（g取10N/kg）．
（2）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關系如圖所示．則在0-5s時間內，轎車發(fā)動機做功多少J？轎車運動過程中受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）已知受力面積，壓力大小等于物體重力，利用壓強公式p=$\frac{F}{S}$計算出壓強；
（2）由圖中運動的速度與時間的關系可知轎車做加速運動，進一步可知牽引力與受到的阻力關系，根據(jù)W=Pt求出轎車發(fā)動機做的功；
由圖可知轎車勻速直線運動時的速度，根據(jù)P=Fv求出牽引力的大小，再根據(jù)勻速直線運動時阻力和牽引力是一對平衡力求出阻力的大�。�

解答 解：（1）轎車對地面的壓力大小為F=G=（m+m_車）g=（1725kg+195kg）×10N/kg=1.92×10⁴N；
轎車對地面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.92×1{0}^{4}N}{4×1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=4.8×10⁵Pa
（2）由圖象可知，轎車在0～5s內速度逐漸增大，即做變速直線運動；
轎車發(fā)動機做的功：
W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J．
由圖可知轎車勻速直線運動時，v=30m/s，則
牽引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{30m/s}$=3×10³N，
因為轎車勻速直線運動時阻力和牽引力是一對平衡力，所以轎車運動過程中受到的阻力f=F=3×10³N．
答：（1）轎車對地面的壓強為4.8×10⁵Pa；
（2）在0-5s時間內，轎車發(fā)動機做了4.5×10⁵J的功；轎車運動過程中受到的阻力是3×10³N．

點評 本題考查了學生對重力公式、壓強公式、功率公式的掌握和應用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及運動過程阻力不變這一條件的應用．