Question

一輛質量為5t的大型貨車，允許滿載貨物的質量為20t，貨車前后共有10個輪子，滿面載貨物時每個輪子與地面的接觸面積為0.04m²，此車的功率為300KW，車滿載貨物并以20m/s的速度在平直公路上勻速行駛1000m．請你提出與本題有關的3個物理問題 并計算出來，照示例進行設問和解答．（示例除外，但在示例中求出的數據可在自己的解答中使用．g取10N/kg）
問題：滿載時車和貨物的總重力是多少？

Answer 1

分析：知道空車的質量、貨物的質量、車滿載時的質量，根據G=mg求出各自的重力和對對地面的壓力、對車的壓力、滿載時車對地面的壓力．
知道滿載時車對地面的壓力和受力面積，求出滿載時車對地面的壓強．
知道車行駛的速度和路程，求出運動時間．
知道運動速度和功率，求出牽引力．
因為車勻速行駛，根據二力平衡條件求出阻力．
知道車的牽引力和運動路程，求出牽引力所做的功．

解答：解：任意選擇其中的三種．
（1）：空載時車的重力？
解：G_車=mg=5000kg×10N/kg=5×10⁴N．
（2）：空載時車對地面的壓力？
解：F_壓=G_車=5×10⁴N．
（3）：滿載時貨物的重力？
解：G_貨=m'g=20000kg×10N/kg=2×10⁵N．
（4）：滿載時貨物對車的壓力？
解：F_物=G_貨=2×10⁵N．
（5）：滿載時車對地的壓力？
解：F_總=G_總=G_車+G_貨=5×10⁴N+2×10⁵N=2.5×10⁵N．
（6）：滿載時車對地的壓強？
解：滿面載貨物時每個輪子與地面的接觸面積為0.04m²，共有10個輪子，總接觸面積為0.4m²，
P_總=

F總

S總

=

G總

S總

=

2.5×105N

0.4m2

=6.25×10⁵Pa．
（7）：車行駛1000m所需的時間？
解：t=

s

v

=

1000m

20m/s

=50s．
（8）：車行駛所受的牽引力？
解：F_牽=

P

v

=

300000W

20m/s

=1.5×10⁴N．
（9）：車行駛所受的阻力？
解：車勻速行駛，所以，f_阻=F_牽=1.5×10⁴N．
（10）：車勻速行駛1000m牽引力做的功？
解：W=FS=1.5×10⁴N×1000m=1.5×10⁷J．
答：（1）：空載時車的重力5×10⁴N．
（2）：空載時車對地面的壓力5×10⁴N．
（3）：滿載時貨物的重力2×10⁵N．
（4）：滿載時貨物對車的壓力2×10⁵N．
（5）：滿載時車對地的壓力2.5×10⁵N．
（6）：滿載時車對地的壓強6.25×10⁵Pa．
（7）：車行駛1000m所需的時間50s．
（8）：車行駛所受的牽引力1.5×10⁴N．
（9）：車行駛所受的阻力1.5×10⁴N．
（10）：車勻速行駛1000m牽引力做的功1.5×10⁷J．

點評：對于給定要求的問題，學生能很容易的求出，但是讓學生自己找出問題，自己進行解答，找問題是關鍵．學生這個方面的能力有待于提高．
對于力學找問題解答的題目，要從速度、時間、路程、壓力、壓強、受力面積、牽引力、做功等進行考慮．