Question

4．重慶輕軌全國(guó)文明，展現(xiàn)了巴渝新文化．一列4節(jié)車(chē)廂，總質(zhì)量為14噸的“輕軌”，與軌道總接觸面積為1000厘米²．
（1）停靠時(shí)對(duì)軌道的壓力、壓強(qiáng)分別為多少？
（2）如果每節(jié)車(chē)廂內(nèi)乘客總質(zhì)量為5000kg，列車(chē)所受摩擦力為車(chē)重的0.01倍，此時(shí)這列輕軌勻速前進(jìn)時(shí)的牽引力為多少？

Answer 1

分析 （1）重慶輕軌停靠時(shí)對(duì)軌道的壓力等于“輕軌”的重力，利用G=mg求出，又知受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$計(jì)算壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)摩擦力與車(chē)重的關(guān)系求出摩擦力，然后根據(jù)二力平衡條件可知牽引力．

解答 解：（1）重慶輕軌停靠時(shí)對(duì)軌道的壓力：
F=G_車(chē)=mg=14×10³kg×10N/kg=1.4×10⁵ N；
對(duì)軌道的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.4×1{0}^{5}N}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.4×10⁸Pa；
（2）乘客總質(zhì)量為m_人=4×5000kg=2×10⁴kg，
乘客的總重力：G_人=m_人g=2×10⁴kg×10N/kg=2×10⁵N
則車(chē)與乘客的總重力G=G_車(chē)+G_人=1.4×10⁵ N+2×10⁵N=3.4×10⁵N
摩擦力f=0.01G=0.001×3.4×10⁵N=3400N，
因?yàn)檫@列輕軌勻速前進(jìn)，摩擦力和牽引力是一對(duì)平衡力，
所以牽引力F=f=3400N．
答：（1）停靠時(shí)對(duì)軌道的壓力、壓強(qiáng)分別為1.4×10⁵ N；1.4×10⁸Pa；
（2）此時(shí)這列輕軌勻速前進(jìn)時(shí)的牽引力為3400N．

點(diǎn)評(píng) 此題考查壓力及重力與壓力的區(qū)別、壓強(qiáng)的計(jì)算、二力平衡條件及其應(yīng)用，關(guān)鍵是知道重慶輕軌停靠時(shí)對(duì)軌道的壓力等于“輕軌”的重力，難度一般．