Question

近年來，交通部門加大了打擊汽車超載超速的力度，這是為了交通安全和延長公路的使用年限．某科技小組對超載超速所引起的影響與危害進(jìn)行了探究．
課題一：從壓強(qiáng)角度分析超載對路面的影響
（1）自重5t、載重10t的滿載汽車，對水平路面的壓力為多少？（g=10N/kg）
（2）該車前后共有10個輪胎，每個輪胎與地面的接觸面積約為O.04m²，假設(shè)汽車超載10t，則對水平路面的壓強(qiáng)增加了多少？
課題二：關(guān)于超載危害交通安全的研究
（3）為什么要嚴(yán)禁超載？某課題組利用斜面、小球和木塊進(jìn)行研究．讓質(zhì)量不同的小球分別從同一高度靜止開始滑下（如圖所示），小球經(jīng)過A點(diǎn)時速度相等．請根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用學(xué)過的科學(xué)知識解釋超載存在的安全隱患．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)汽車滿載的質(zhì)量和超載時的質(zhì)量可求出汽車的總重力，由水平面上物體對地面的壓力和自身的重力相等可知壓力，再根據(jù)每個車輪與路面的接觸面積求出受力面積．利用P=

F

S

求出該車對水平路面的壓強(qiáng)增加量；
（2）動能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大；速度一定時，質(zhì)量越大，動能越大．

解答：解：（1）滿載時對地面的壓力：
F=G=mg=（5×10³kg+10×10³kg）×10N/kg=1.5×10⁵N；
受力面積：
S=10×O.04m²=0.4m²，
對地面的壓強(qiáng)：
P=

F

S

=

1.5×105N

0.4m2

=3.75×10⁵Pa；
（2）超載時對地面的壓力：
F′=G′=m′g=（5×10³kg+20×10³kg）×10N/kg=2.5×10⁵N；
受力面積：
S=10×O.04m²=0.4m²，
對地面的壓強(qiáng)：
P′=

F′

S

=

2.5×105N

0.4m2

=6.25×10⁵Pa；
所以超載時對水平路面的壓強(qiáng)增加了△P=P′-P=6.25×10⁵Pa-3.75×10⁵Pa=2.5×10⁵Pa；
故超載的車輛對路面的壓力增大，壓強(qiáng)、摩擦力增大，容易毀壞路面．
（3）兩次實(shí)驗(yàn)小球的高度相同，但小球的質(zhì)量不同，推動木塊移動的距離不同，質(zhì)量越大，推動木塊移動的距離越遠(yuǎn)，動能越大．所以說當(dāng)速度相同時，車輛超載后的動能增大，剎車后由于慣性向前滑行的距離變大，容易引發(fā)事故．
答：（1）滿載時汽車對水平路面的壓力為1.5×10⁵N；
（2）汽車超載10t時對水平路面的壓強(qiáng)增加了2.5×10⁵Pa；
（3）當(dāng)速度相同時，車輛超載后的動能增大，剎車后由于慣性向前滑行的距離變大，容易引發(fā)事故．

點(diǎn)評：本題考查了壓力、壓強(qiáng)的計(jì)算和用轉(zhuǎn)換法、控制變量法研究動能大小的影響因素，關(guān)鍵是能力利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題，本體綜合性較強(qiáng)，具有一定的難度．