Question

9．如圖甲是某種型號的轎車，車的質(zhì)量為600kg，每個輪胎與地面的接觸面積為200cm³．一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監(jiān)控檢測點．檢測點的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號到接收到信號共用了6s．在連接距離傳感器的計算機屏幕上顯示的該車運動的s-t圖象如圖乙所示（超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）．求：

（1）該小轎車空載時對地面的壓強．
（2）超聲波信號遇到小車時，小車與檢測監(jiān)控點的距離．
（3）若小車在運動中所受阻力大小為3000N，則小車在10s內(nèi)牽引力所做的功．

Answer 1

分析 （1）首先將面積統(tǒng)一成國際制單位，然后，根據(jù)壓強公式p=$\frac{F}{S}$代入可解答．
（2）由“檢測點的距離傳感器從向車發(fā)出超聲波信號到接收到信號共用了0.6s”可知走單程所用的時間．再根據(jù)s=vt可求出小車與檢測監(jiān)控點的距離．
（3）由乙圖可得，物體做勻速直線運動．根據(jù)速度公式，求出速度大小后，由于物體做勻速直線運動，所以牽引力與阻力是平衡力，大小相等．
根據(jù)速度的大小和時間，來計算汽車通過的路程．根據(jù)牽引力和路程，來進行功的計算．

解答 解：（1）F=G=mg=600kg×10N/kg=6×10³N，S=4×200cm²=4×2×10^-2m²=8×10^-2m²，
該小轎車空載時對地面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6×1{0}^{3}N}{8{×10}^{-2}{m}^{2}}$=7.5×10⁴Pa．
（2）超聲波信號走單程所用的時間t=$\frac{1}{2}$×6s=3s，
則小車與檢測監(jiān)控點的距離s=vt=340m/s×3s=1020m．
（3）在乙圖中，物體運動2s時，通過路程為40m．根據(jù)速度公式，可得
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{40m}{2s}$=20m/s，
當物體做勻速直線運動時，所受阻力與牽引力相等，即F=f=3000N，
根據(jù)速度公式，可得：
s=vt=20m/s×10s=200m
根據(jù)功的計算公式，可得：
W=Fs=3000N×200m=6×10⁵J．
答：（1）該小轎車空載時對地面的壓強為7.5×10⁴Pa．
（2）小車與檢測監(jiān)控點的距離為1020m．
（3）牽引力所做的功6×10⁵J．

點評 本題考查了壓強的計算、對速度公式、做功公式的使用能力，同時要求熟練掌握勻速直線運動的性質(zhì)及其圖象，綜合性很強，難度較大．在解答時，各物理量要注意統(tǒng)一使用國際單位制單位．