Question

14．如圖所示，校車(chē)滿員時(shí)，人和車(chē)的總質(zhì)量為10⁴kg，車(chē)輪的總著地面積為0.25m²，校車(chē)以36km/h的速度在平直公路上勻速行駛30min，所受阻力是總重力的0.01倍．請(qǐng)計(jì)算：
（1）校車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的路程．
（2）滿員的校車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)
（3）滿員的校車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)牽引力的功率．

Answer 1

分析 （1）知道行駛的速度和時(shí)間，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛的路程；
（2）滿員的校車(chē)對(duì)水平面上的壓力等于滿員時(shí)人和車(chē)的重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)水平路面的壓強(qiáng)；
（3）校車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力和受到的阻力是一對(duì)平衡力，根據(jù)題意求出其大小，利用W=Fs求出這30min內(nèi)牽引力做的功，利用P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 （1）校車(chē)行駛時(shí)間t=30min=0.5h，
由v=$\frac{s}{t}$得校車(chē)行駛的路程：s=vt=36km/h×0.5h=18km；
（2）校車(chē)對(duì)水平路面的壓力：F_壓=G=mg=10⁴kg×10N/kg=10⁵N
校車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1{0}^{5}N}{0.25{m}^{2}}$=4×10⁵Pa；
（3）校車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力與阻力是一對(duì)平衡力，大小相等，
校車(chē)的牽引力：F_牽=f=0.01G=0.01×10⁵N=10³N，
牽引力做功：W=Fs=10³N×1.8×10⁴m=1.8×10⁷J
牽引力的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{30×60s}$=1×10⁴W．
答：（1）校車(chē)在這30min內(nèi)行駛的路程為18km；
（2）滿員的校車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為4×10⁵Pa；
（3）滿員的校車(chē)在這段時(shí)間內(nèi)牽引力功率為1×10⁴W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、二力平衡條件、功率公式和功公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活運(yùn)用和知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．