Question

如圖甲是某種型號的轎車，車的質量為600kg，每個輪胎與地面的接觸面積為200cm³．一次該車在一段平直的公路上勻速行駛，遇到車速監控檢測點．檢測點的距離傳感器從向車發出超聲波信號到接收到信號共用了0.6s．在連接距離傳感器的計算機屏幕上顯示的該車運動的s-t圖象如圖乙所示（超聲波在空氣中傳播速度為340m/s）．
求：①該小轎車空載時對地面的壓強．
②超聲波信號遇到小車時，小車與檢測監控點的距離．
③若小車在運動中所受阻力大小為3000N，則小車在10s內牽引力所做的功．

Answer 1

【答案】分析：（1）首先將面積統一成國際制單位，然后，根據壓強公式P=代入可解答．
（2）由“檢測點的距離傳感器從向車發出超聲波信號到接收到信號共用了0.6s”可知走單程所用的時間．再根據s=vt可求出小車與檢測監控點的距離．
（3）由乙圖可得，物體做勻速直線運動．根據速度公式，求出速度大小后，由于物體做勻速直線運動，所以牽引力與阻力是平衡力，大小相等．
根據速度的大小和時間，來計算汽車通過的路程．根據牽引力和路程，來進行功的計算．
解答：解：（1）F=G=mg=600kg×9.8N/kg=5.88×10³N，200cm²=200×10^-4m²，
該小轎車空載時對地面的壓強P===7.35×10⁴Pa．
答：該小轎車空載時對地面的壓強為7.35×10⁴Pa．
（2）超聲波信號走單程所用的時間t=×0.6s=0.3s，
則小車與檢測監控點的距離s=vt=340m/s×0.3s=102m．
答：小車與檢測監控點的距離為102m．
（3）在乙圖中，物體運動2s時，通過路程為40m．根據速度公式，可得
v===20m/s，
當物體做勻速直線運動時，所受阻力與牽引力相等，即F=f=3000N，
根據速度公式，可得：
S=vt=20m/s×10s=200m
根據功的計算公式，可得：
W=FS=3000N×200m=6×10⁵J
答：牽引力所做的功6×10⁵J．
點評：本題考查了壓強的計算、對速度公式、做功公式的使用能力，同時要求熟練掌握勻速直線運動的性質及其圖象，綜合性很強，難度較大．在解答時，各物理量要注意統一使用國際單位制單位．