Question

隨著人民生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)走進我們的家庭．小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．
（1）通過查看說明書得知轎車車身質量為1725kg．當車上載有195kg的人和物品時，車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，試求轎車對地面的壓強（g取10N/kg）．
（2）請在圖甲中用筆畫線代替導線將汽車的啟動原理圖連接完整．
說明：當鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉動（相當于閉合開關），電動機工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓．
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運動，運動過程中受到的阻力不變，運動的速度v與時間t的關系如圖乙所示．則在0-5s時間內，轎車發(fā)動機做功

 

J，轎車運動過程中受到的阻力是

 

N．
（4）通過測量獲得轎車以不同速度行駛時對應的制動距離（即從操縱制動剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如下表所示：

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（km?h-1）	40	60	80	100	120
制動距離/m	8	18		50	72

根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律可知，當轎車速度為80km/h時對應的制動距離是

 

m．

Answer 1

分析：（1）已知受力面積，壓力大小等于物體重力，利用壓強公式p=

F

s

計算出壓強；
（2）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據(jù)杠桿原理銜鐵的另一端向右運動與觸點相連，使電動機連通開始工作；
電磁鐵的工作電壓小于電動機的工作電壓，故電磁鐵只利用電源的一部分，并且電磁鐵和電動機，都能獨立、同時工作，
故二者應并聯(lián)連接；
（3）利用功的公式w=pt計算功，再利用二力平衡知識，阻力大小等于牽引力，而牽引力等于功率除以速度；
（4）第n次實驗，速度v_n，制動距離m_n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律為：m_n=0.1×（n+1）×v_n，利用此規(guī)律計算即可．

解答：解：（1）轎車對地面的壓力大小為F=（m+m_車）g=（1725kg+195kg）×10N/kg=1.92×10⁴N；
轎車對地面的壓強p=

F

s

=

1.92×104N

4.0×10-2m2

=4.8×105pa；

（2）電路連接圖  


（3）轎車發(fā)動機做功 W=Pt=90×10³w×5s=4.5×10⁵J；
由圖示知轎車勻速運動的速度是v=30m/s；
所以，轎車運動過程中受到的阻力 f=

p

v

=

9×104w

30m/s

=3×103N；

（4）第n次實驗，速度v_n，制動距離m_n，
則有 m_n=0.1×（n+1）×v_n=0.1×（3+1）×80m=32m．
答：（1）轎車對地面的壓強是4.8×10⁵Pa；
（2）電路圖如上；
（3）轎車運動過程中受到的阻力3×10³N；
（4）當轎車速度為80km/h時對應的制動距離是32m．

點評：本題讓學生依據(jù)表格中的參數(shù)和相關圖象通過選擇有用的信息來進行力學、電學等綜合計算及電路圖的連接和分析，這個題是很有難度的．