Question

12．2013年12月2日，玉兔號月面巡視探測器（月球車）成功發(fā)射，并成功實(shí)現(xiàn)軟著陸，玉兔號有獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的六輪搖臂式行走系統(tǒng)，（每個(gè)輪子與地面接觸面積為10^-2m²）高1.5米，質(zhì)量為140千克，時(shí)速可達(dá)200米．求：
（1）玉兔號在月球表面行駛4km所用時(shí)間為多少？
（2）在地球上中6牛的物體放到月球上重1牛，月球車在月球表面受到的壓力和壓強(qiáng)各為多少？
（3）假如月球車在行進(jìn)過程中受到的阻力是壓力的0.2倍，月球車勻速直線前進(jìn)20米，牽引力做的功是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）利用v=$\frac{s}{t}$求出玉兔號在月球表面行駛時(shí)間；
（2）根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相等可知月球車在月球表面受到的壓力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對水平地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)壓力求出阻力，由于汽車在水平公路上勻速前進(jìn)，受平衡力的作用．則牽引力與阻力相等，利用W=Fs可求牽引力做的功．

解答 解：由v=$\frac{s}{t}$得，玉兔號在月球表面行駛時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4000m}{200m/h}$=20h；
（2）月球車在地球上受到的重力G=mg=140kg×10N/kg=1400N；
根據(jù)在地球上中6牛的物體放到月球上重1�？芍�：
則在月球車在月球表面受到的重力為G′=$\frac{1}{6}$×G=$\frac{1}{6}$×1400N≈233.3N，
在月球車在月球表面上的壓力F=G′=233.3N，
所以，壓強(qiáng)p=$\frac{F}{S}$=$\frac{233.3N}{6×1{0}^{-2}{m}^{2}}$≈3888.3Pa；
（3）阻力f=0.2F=0.2×233.3N=46.66N，
由于汽車在水平公路上勻速前進(jìn)，受平衡力的作用．則F_牽=f=46.66N，
則牽引力做的功W=F_牽s=46.66N×20m=933.2J．
答：（1）玉兔號在月球表面行駛4km所用時(shí)間為4h；
（2）月球車在月球表面受到的壓力和壓強(qiáng)各為233.3N、3888.3Pa；
（3）牽引力做的功是933.2J．

點(diǎn)評 本題考查了壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，要注意月球車被送到月球上時(shí)壓力的變化．