Question

8．伴隨著“環保低碳、節能減排”的生活新理念，太陽能汽車應運而生．太陽能汽車牽引力的功率約為1500W，車輪與地面的接觸總面積為0.1m²．當汽車與人的總質量為1000kg時，該車以54km/h的速度沿直線勻速行駛了30min．（g=10N/kg）請計算該車：
（1）太陽能汽車對水平地面的壓強；
（2）30min行駛過程中太陽能汽車做了多少焦耳的功；
（3）行駛過程中太陽能汽車受到的阻力．

Answer 1

分析 （1）求出汽車對地面的壓力，然后由壓強公式求出汽車對地面的壓強．
（2）根據W=Pt計算出太陽能汽車所做的功；
（3）功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，由功率的變形公式P=Fv求出牽引力，然后由平衡條件求出汽車受到的阻力．

解答 解：（1）汽車對水平地面的壓力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×10⁴N，
汽車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）由P=$\frac{W}{t}$得，行駛過程中太陽能汽車所做的功：
W=Pt=1500W×30×60s=2.7×10⁶J；
（3）汽車速度v=54km/h=15m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=Fv得，汽車的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1500W}{15m/s}$=100N，
汽車做勻速直線運動，處于平衡狀態，由平衡條件可得：阻力f=F=100N．
答：（1）太陽能汽車對水平地面的壓強為1×10⁵Pa；
（2）30min行駛過程中太陽能汽車做了2.7×10⁶J的功；
（3）行駛過程中受到的阻力為100N．

點評 本題是有關力學的綜合性計算題目，主要考查了求壓強、功率計算公式的應用，解決此類題目，首先要熟練掌握相關公式，分析題目，確定已知條件，代入數據時，要注意單位的換算．