Question

3．某轎車的質(zhì)量是1.2t，車輪與地面的總接觸面積是0.08m²．則：
（1）轎車設(shè)計成“流線形”是為了減小阻力．
（2）它空載靜止時，對水平地面的壓強為多少？
（3）在平直的公路上測試轎車性能時，轎車由靜止開始運動，若水平方向獲得的動力F隨運動時間t的變化關(guān)系如圖所示．t=20s后，轎車以30m/s的速度做勻速直線運動．則在20～40s時間內(nèi)牽引力做的功為多少？轎車發(fā)動機的功率為多大？

Answer 1

分析 （1）流線形可有效減小空氣的阻力，是一種常用的設(shè)計方法．
（2）利用G=mg求出轎車的重力，轎車對水平地面的壓力等于其自身重力，利用p=$\frac{F}{S}$計算空載靜止時對水平地面的壓強；
（3）從圖象中得出轎車在20～40s時間內(nèi)牽引力的大下，利用速度公式求出路程，然后利用W=Fs計算所做的功，再利用P=$\frac{W}{t}$計算功率．

解答 解：（1）轎車設(shè)計成流線形，可減小前方空氣對車行成的阻力．
（2）因為轎車做勻速直線運動，故轎車對水平地面的壓力為：
F=G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
轎車對水平地面的壓強為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（2）由圖可知，轎車在20～40s時間內(nèi)牽引力F保持不變，F(xiàn)=3×10³N，
根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，在20～40s時間內(nèi)通過的路程：
s=vt=30m/s×（40s-20s）=600m，
在20～40s內(nèi)牽引力做的功為：
W=Fs=3×10³N×600m=1.8×10⁶J，
轎車發(fā)動機的功率為：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{6}W}{20s}$=9×10⁴W．
答：（1）減小阻力；
（2）它空載靜止時，對水平地面的壓強為1.5×10⁵Pa；
（3）轎車在20～40s時間內(nèi)牽引力做的功1.8×10⁶J；轎車發(fā)動機的功率為9×10⁴W．

點評 此題考查壓強、功和功率的計算，是一道綜合性較強的題目，關(guān)鍵是讀懂圖象，并能從圖象中得出牽引力的大小進行相關(guān)計算．