Question

18．公交公司最近更換了一批新型混合動(dòng)力公交車(chē)，在進(jìn)行新車(chē)測(cè)試時(shí)獲得一些數(shù)據(jù)：新型公交車(chē)總質(zhì)量為4×10³kg，輪胎與地面總接觸面積為0.4m²，車(chē)勻速行駛時(shí)所受阻力是車(chē)總重的0.5倍，公交車(chē)在牽引力作用下在平直公路上勻速行駛，2min內(nèi)行駛了1200m（取g=10N/kg，忽略司機(jī)的質(zhì)量）．求：
（1）新型公交車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？
（2）公交車(chē)勻速行駛時(shí)的牽引力多大？
（3）2min內(nèi)牽引力所做功及功率各是多少？

Answer 1

分析 （1）知道新型公交車(chē)的質(zhì)量可求體積，靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)F=f=0.5G求出牽引力的大��；
（3）知道牽引力的大小和行駛的路程，根據(jù)W=Fs求出2min內(nèi)牽引力所做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出功率．

解答 解：（1）新型公交車(chē)的重力：
G=mg=4×10³kg×10N/kg=4×10⁴N，
靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力：
F=G=4×10⁴N，
對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4×1{0}^{4}N}{0.4{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）車(chē)勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，
所以，公交車(chē)勻速行駛時(shí)的牽引力：
F′=f=0.5G=0.5×4×10⁴N=2×10⁴N；
（3）2min內(nèi)牽引力所做的功：
W=F′s=2×10⁴N×1200m=2.4×10⁷J，
牽引力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{2.4×1{0}^{7}J}{60s×2}$=2×10⁵W．
答：（1）新型公交車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是1×10⁵Pa；
（2）公交車(chē)勻速行駛時(shí)的牽引力是2×10⁴N； 
（3）2min內(nèi)牽引力所做功是2.4×10⁷J，功率是2×10⁵W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、壓強(qiáng)公式、做功公式、功率公式以及二力平衡條件的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．