Question

16．為應對油價上漲，某大學兩位研究生從螞蟻身上得到啟示，設計出“都市螞蟻”概念車（如圖所示），獲全國汽車創新設計大賽最高獎項．這款概念車將汽車設計分為動力組、乘艙組、輔助組三個模塊進行設計，可根據人數組合乘車艙，有利于緩解城市交通擁堵．如果“都市螞蟻“車乘載兩人后總質量為500千克，以5米/秒的速度在城市中行駛，“都市螞蟻“車在運行過程中受到的阻力是總重的0.4倍．
（1）車子乘載兩人后總重力是多少牛？
（2）車子作勻速直線運動時，求動力組提供的牽引力是多少牛？
（3）每只輪子與地面的接觸面積為200cm²，如圖此時車子有四個輪子，它對地面的壓強為是多少帕？

Answer 1

分析 （1）已知人和車的總質量，根據公式G=mg可求其重力；
（2）進一步求出車受到的阻力，因為車子勻速行駛，所以水平方向上受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等；
（3）在水平路面上的物體對地面的壓力等于其重力，求出受力面積，再利用p=$\frac{F}{S}$求車子對地面的壓強．

解答 解：
（1）車子乘載兩人后總重力：
G=mg=500kg×10N/kg=5000N；
（2）都市螞蟻”車在運行過程中受到的阻力：f=0.4G=0.4×5000N=2000N，
因為車子勻速行駛，所以水平方向上受到的牽引力和阻力是一對平衡力，大小相等，
所以發動機的牽引力：F=f=2000N；
（3）車子對地面的壓力等于其重力，F=G=5000N，
受力面積：S=200cm²×4=800cm²=0.08m²，
車子對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5000N}{0.08{m}^{2}}$=6.25×10⁴Pa．
答：（1）車子乘載兩人后總重力為5000N；
（2）車子作勻速直線運動時，求動力組提供的牽引力是2000N；
（3）車子對地面的壓強為是6.25×10⁴Pa．

點評 本題考查了重力公式、壓強公式、二力平衡條件的應用，知道汽車受平衡力時，牽引力和阻力是一對平衡力是解決此題的關鍵．