Question

2007年8月份氣象警報(bào)顯示，第9號(hào)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“圣帕”的中心附近最大風(fēng)力達(dá)17級(jí)，風(fēng)速達(dá)60m/s．這樣的風(fēng)力可將一輛小型廂式貨車吹翻倒地，如圖示． 假設(shè)車長(zhǎng)為L(zhǎng)、車寬為D、車頂離地高為H、車廂高為h，車重為G，重心處于車寬中央離地高為

2H

5

處．問：
（1）60m/s的風(fēng)速與哪一類現(xiàn)代交通工具的速度最接近？
（2）吹翻貨車時(shí)風(fēng)對(duì)車廂側(cè)面的推力約有多大？（不計(jì)車輪的受風(fēng)）
（3）風(fēng)吹翻貨車的過程至少對(duì)車做多少功？

Answer 1

分析：（1）高速列車是指最高行車每小時(shí)達(dá)到或超過200公里的鐵路列車；
（2）根據(jù)力矩平衡條件求解即可；
（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解出重心最高點(diǎn)重力勢(shì)能的增加量．

解答：解：（1）60m/s=316km/h；
高速列車是指最高行車每小時(shí)達(dá)到或超過200公里的鐵路列車；
（2）力矩與力臂是線性關(guān)系故G

D

2

=F（H-

h

2

）；
推力F=

GD

2H-h

；
（3）車的重心通過左車輪時(shí)的高度為

D2 4 + 4H2 25

；
風(fēng)至少對(duì)車做多少功為W=G（

D2 4 + 4H2 25

-

2H

5

）；
答：（1）60m/s的風(fēng)速與高速列車的速度最接近；
（2）吹翻貨車時(shí)風(fēng)對(duì)車廂側(cè)面的推力約有

GD

2H-h

；
（3）風(fēng)吹翻貨車的過程至少對(duì)車做G（

D2 4 + 4H2 25

-

2H

5

）的功．

點(diǎn)評(píng)：本題第二問關(guān)鍵選定轉(zhuǎn)軸，然后根據(jù)力矩平衡條件求解；第三問明確多做的功等于重力勢(shì)能的增加量．