Question

2．如圖甲所示，重為3.2×10⁴N的卡車，以10m/s的速度在水平路面上勻速行駛．已知此時卡車的輸出功率為6.4×10⁴W，車輪與地面接觸的總面積為0.5m²．
（1）請問卡車在水平路面勻速行駛時受到幾對平衡力的作用？請在圖乙上畫出卡車受力的示意圖；
（2）求卡車對水平路面的壓強；
（3）求卡車在水平路面勻速行駛時受到的摩擦力大�。�

Answer 1

分析 （1）卡車在水平路面勻速行駛時，在豎直方向上、水平方向上各受到一對平衡力，根據力的示意圖的畫法作圖；
（2）車對水平路面的壓力等于其重力，知道受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求車對水平路面的壓強；
（3）知道的功率和勻速行駛的速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求牽引力，由于卡車的在水平路面上勻速行駛，受到的摩擦力和牽引力是一對平衡力，大小相等，據此可求摩擦力．

解答 解：
（1）卡車在水平路面勻速行駛時，在豎直方向上受到一對平衡力：豎直向上的支持力F_支、豎直向下的重力G，
在水平方向上受到一對平衡力：水平向左的牽引力F_牽、水平向右的阻力f，共受到兩對平衡力的作用，如圖所示：

（2）車對水平路面的壓力F=G=3.2×10⁴N，受力面積S=0.5m²，
車對水平路面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3.2×1{0}^{4}N}{0.5{m}^{2}}$=6.4×10⁴Pa；
（3）因為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以牽引力F_牽=$\frac{P}{v}$=$\frac{6.4×1{0}^{4}W}{10m/s}$=6.4×10³N，
因為卡車在水平路面上勻速行駛，所以受到的摩擦力：
f=F_牽=6.4×10³N．
答：（1）卡車在水平路面勻速行駛時受到兩對平衡力的作用，卡車受力的示意圖如圖所示；
（2）卡車對水平路面的壓強為6.4×10⁴Pa；
（3）卡車在水平路面勻速行駛時受到的摩擦力大小為6.4×10³N．

點評 本題考查了力的示意圖的畫法、壓強公式、功率公式、二力平衡條件的應用，雖然知識點多、綜合性強，但都屬于基礎，難度不大！