Question

據報道，一輛有210個車輪、全長81.2m的大型在火車，從天津港運送不可解體的進口苯乙烯設備前往克拉瑪依市獨山子區．所示，這個“巨無霸”的車貨總質量達372噸，全程的行駛速度保持在10km/h左右，每天大約行駛14小時，總共用了30天．（g=10N/kg）
（1）“巨無霸”在平直路面上勻速行駛時受到

4

個力的作用．路面對他的支持力是

3.72×10⁶

N．
（2）“巨無霸”安裝如此多的車輪是為了

減小

車對路面的壓強．若車輪與路面的接觸的總面積約為10m²，則車對路面的壓強是

37200

Pa．
（3）“巨無霸”從天津到獨山子行駛的路程約為

4200

km．
（4）“巨無霸”勻速行駛時的牽引力約為3.6×10⁵N．則它的牽引功率為

1000

kW．

Answer 1

分析：（1）對在平直路面上勻速行駛的“巨無霸”受力分析即可知道受到幾個力，再根據二力平衡條件和G=mg求出路面對他的支持力；
（2）根據壓強公式可知，壓力一定時，受力面積越大，壓強越小，水平地面上物體的壓力和自身的重力相等，再根據壓強公式求出車對路面的壓強；
（3）已知“巨無霸”行駛的速度和時間，根據速度公式求出從天津到獨山子行駛的路程；
（4）根據P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求出它的牽引功率．

解答：解：（1）對在平直路面上勻速行駛的“巨無霸”受力分析，如下圖所示：

由上圖可知，此時“巨無霸”受到4個力的作用，
∵路面對他的支持力和自身的重力是一對平衡力，
∴N=G=mg=372×10³kg×10N/kg=3.72×10⁶N；
（2）根據p=

F

S

可知，“巨無霸”安裝如此多的車輪是為了在壓力一定時，減小車對路面的壓強；
車對路面的壓強p=

F

S

=

G

S

=

3.72×106N

102m2

=37200Pa；
（3）根據v=

s

t

可得：
從天津到獨山子行駛的路程s=vt=10km/h×14h×30=4200km；
（4）“巨無霸”勻速行駛時的牽引功率：
P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=3.6×10⁵N×

10

3.6

m/s=10⁶W=1000KW．
故答案為：（1）4；3.72×10⁶；（2）減小；37200；（3）4200；（4）1000．

點評：本題考查了受力分析、二力平衡條件的應用、壓強的計算和公式的應用、速度公式和功率公式的靈活應用，涉及的知識點較多，綜合性強，計算時要注意單位的換算，如1m/s=3.6km/h．