Question

9．2016年3月20日上午，2016長安汽車重慶國際馬拉松賽在重慶市南濱路舉行，比賽全程由中央電視臺【CCTV-5】和重慶電視臺聯(lián)合現(xiàn)場直播．為使直播過程更加順暢、角度更加完美，長安汽車特地為本次比賽提供高檔直播轎車--長安沃爾沃s80L．如圖所示，轎車靜止于水平地面，整車質(zhì)量為1600kg，轎車共有4個輪子，每個輪胎與地面的接觸面積為200cm²，已知轎車在南濱路某水平路段勻速直線行駛了500m耗時20s．
求：（1）轎車對水平地面的壓強；
（2）若轎車這段時間內(nèi)發(fā)動機輸出功率為40kW，求轎車在該20s內(nèi)所受的阻力與自重的比值？

Answer 1

分析 （1）利用G=mg求出轎車的重力，轎車對水平地面的壓力等其重力，又知受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強；
（2）利用P=$\frac{W}{t}$求出牽引力做的功，然后利用W=Fs求出牽引力，根據(jù)二力平衡得出阻力大小，最后計算所受的阻力與自重的比值．

解答 解：（1）轎車對水平地面的壓力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×10⁴N，
轎車對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{4×200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可得牽引力做的功：
W=Pt=4×10⁴W×20s=8×10⁵J，
根據(jù)W=Fs可得牽引力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{8×1{0}^{5}J}{500m}$=1600N，
轎車在南濱路某水平路段勻速直線行駛，則f=F=1600N，
轎車在該20s內(nèi)所受的阻力與自重的比值：
$\frac{f}{G}$=$\frac{1600N}{1.6×1{0}^{4}N}$=1：10．
答：（1）轎車對水平地面的壓強為2×10⁵Pa；
（2）若轎車這段時間內(nèi)發(fā)動機輸出功率為40kW，轎車在該20s內(nèi)所受的阻力與自重的比值為1：10．

點評 此題考查壓強的大小計算，功和功率公式以及二力平衡條件的應用．關(guān)鍵是知道轎車對水平地面的壓力等其重力．