人类从鸟类飞行得到启示发明了飞机,从鱼类游泳得到启示发明了潜艇.某大学两位研究生从蚂蚁身上得到启示,设计出“都市蚂蚁”概念车(?如图有四个轮胎),获2009年全国汽车创新设计大赛最高奖项.这款概念车小巧实用,并可根据人数组合乘车舱,有利于缓解城市交通拥堵.
(1)如果“都市蚂蚁”车乘载两人后总质量为500kg,则此时“都市蚂蚁”车的总重力为多少?(g取10N/kg)
(2)“都市蚂蚁”车在运行过程中受到的阻力是总重的0.4倍,则当“都市蚂蚁”车匀速直线行驶时发动机的牵引力为多大?
(3)如果“都市蚂蚁”车行驶时对路面的压强不允许超过6.25×104Pa,则上述乘载两人的“都市蚂蚁”概念车每个轮胎和地面的接触面积至少为多大?
网友回答
已知:人和车的总质量m=500kg,g=10N/kg,f=0.4G,对地面的压强p=6.25×104Pa,n=4
求:(1)“都市蚂蚁”车的总重G=?;(2)发动机的牵引力F=?;(3)每个轮胎和地面的接触面积S′=?
解:(1))“都市蚂蚁”车乘载两人后总重力:G=mg=500kg×10N/kg=5×103N;
(2)都市蚂蚁”车在运行过程中受到的阻力:f=0.4G=0.4×5×103N=2×103N,
因为车子匀速行驶,所以水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等,
所以发动机的牵引力:F=f=2×103N;
(3)车子对地面的压力等于其重力,F=G=5×103N,
∵p=,
∴车子与地面的总接触面积:
S===0.08m2,
所以一个轮胎与地面的接触面积:
S′===0.02m2.
答:(1)“都市蚂蚁”车的总重力5×103N;
(2)发动机的牵引力为2×103N;
(3)每个轮胎和地面的接触面积为0.02m2.
解析分析:(1)已知人和车的总质量,根据公式G=mg可求其重力;
(2)进一步求出车受到的阻力,因为车子匀速行驶,所以水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等;
(3)在水平路面上的物体对地面的压力等于其重力,根据公式p=求出与地面的总接触面积,再除以4即可得出每一个轮胎与地面的接触面积.
点评:此题主要考查的是学生对重力、压力、压强计算公式的理解和掌握,知道汽车受平衡力时,牵引力和阻力是一对平衡力是解决此题的关键.