Question

3．美國研制出“會飛的汽車”如圖所示：其車身和一般汽車相似，但車門多了兩個可折疊的翅膀，在陸地行駛時，翅膀折疊，在空中飛行時，翅膀張開．汽車的重力為6000N，輪胎與地面接觸的總面積約為0.12m²，空中最大飛行速度可達200km/h，發(fā)動機功率為75kW．問：
（1）該汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（2）若汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行1h，汽車發(fā)動機做的功是多少？汽車受到的牽引力是多少？

Answer 1

分析 （1）汽車對地面的壓力等于其重力，知道受力面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$計算壓強；
（2）知道發(fā)動機的功率和工作時間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動機做的功；知道速度和時間，根據(jù)s=vt求出飛行的路程；最后根據(jù)W=Fs求出汽車受到的牽引力．

解答 解：
（1）該汽車靜止在水平地面上，則汽車對地面的壓力：F_壓=G=6000N；
汽車對地面的壓強：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{6000N}{0.12{m}^{2}}$=5×10⁴Pa；
（2）汽車發(fā)動機功率為75kW，飛行時間1h，
由P=$\frac{W}{t}$可得，汽車發(fā)動機做的功：
W=Pt=75×10³W×3600s=2.7×10⁸J；
汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行1h，飛行的路程：
s=vt=200km/h×1h=200km=2×10⁵m；
由W=Fs可得，汽車受到的牽引力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{2.7×1{0}^{8}J}{2×1{0}^{5}m}$=1350N．
答：（1）該汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是5×10⁴Pa；
（2）若汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行1h，汽車發(fā)動機做的功是2.7×10⁸J；汽車受到的牽引力是1350N．

點評 本題綜合考查了學生對壓強、速度、功率和功的計算公式的掌握情況，關鍵是公式的靈活運用；第3小題也可以根據(jù)P=Fv計算牽引力．