Question

2．“嫦娥三號”于2013年12月02日1時30分由長征三號乙運載火箭 從西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 發(fā)射，12月6日抵達月球軌道，12月14日帶著我國自行研究的第一艘月球車--“玉兔號”成功軟著陸月球．
（1）“玉兔號”攜帶的導(dǎo)航相機在10米范圍內(nèi)才能看得準，所以每運動10米后要重新選擇運動路線．已知“玉兔號”在月球行進的平均速度是0.05米/秒，則每運動10米所需的時間是多少？
（2）“玉兔號”安裝了6只輪子，可防止在月壤上下陷．已知“玉兔號”質(zhì)量為144千克，其在月球上所受重力為地球上所受重力的$\frac{1}{6}$，設(shè)每只輪子與地面的接觸面積為100平方厘米，則“玉兔號”對地面的壓強是多大？（g取10牛/千克）
（3）月球車輪子的設(shè)計除了減小壓強外，還需考慮哪些方面呢？請你根據(jù)月球表面特點，對輪子的設(shè)計提出一種設(shè)想，并說明設(shè)計的原因：月球表面土壤松軟．

Answer 1

分析 （1）由速度公式計算每運動10米所需的時間；
（2）月球車的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出月球車在地球上受到重力，再根據(jù)同一物體在月球上的重力是地球上的$\frac{1}{6}$求出該月球車在月球上受到重力；
月球車在月球表面靜止時對地面的壓力等于在月球上受到的重力，也就是其對地面的壓力，再根據(jù)壓強公式p=$\frac{F}{S}$可計算它對地面的壓強；
（3）摩擦力大小的影響因素有壓力大小和接觸面的粗糙程度，可從增大摩擦的角度分析解答．

解答 解：
（1）由題根據(jù)速度公式可得，玉兔號每運動10米所需的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10m}{0.05m/s}$=200s；
（2）月球車在地球上受到重力：
G_地=mg_地=144kg×10N/kg=1440N，
因同一物體在月球上的重力是地球上的$\frac{1}{6}$，
所以，月球車在月球上受到重力：
G_月=$\frac{1}{6}$G_地=$\frac{1}{6}$×1440N=240N；
該月球車在月球表時對地面的壓力：
F=G_月=240N，
該月球車與月球表面的接觸面積：
S=100cm²×6=600cm²=0.06m²，
該月球車在月球表面靜止時對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{240N}{0.06{m}^{2}}$=4000Pa；
（3）因為月球表面土壤松軟，月球車裝有六個車輪，車輪上刻有螺旋形花紋是為了增大接觸面的粗糙程度增大摩擦力；
答：（1）每運動10米所需的時間是200s；
（2）在月球上“玉兔號”對地面的壓強是4000Pa；
（3）因為月球表面土壤松軟，月球車輪子的設(shè)計除了減小壓強外，還需考慮增大摩擦力，車輪上刻有螺旋形花紋是為了增大摩擦力．

點評 該題考查了速度公式、壓強公式的應(yīng)用，還考查了摩擦力大小的影響因素，屬于一道基礎(chǔ)題．