Question

隨著人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)走進(jìn)尋常百姓的家庭，小林的爸爸最近也購買了一輛轎車．
（1）小林查看說明書得知轎車車身質(zhì)量為1.6t，空車時車輪與地面的總接觸面積為4.0×10^-2m²，試求此時轎車對地面的壓強(qiáng)（g取10N/kg）．
（2）圖甲是汽車的啟動原理圖，請?jiān)趫D中用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整．
說明：當(dāng)鑰匙插入儀表板上的鑰匙孔并轉(zhuǎn)動（相當(dāng)于閉合開關(guān)），電動機(jī)工作，啟動轎車；電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)的工作電壓．
（3）若轎車以90kW的恒定功率啟動做直線運(yùn)動，運(yùn)動的速度v與時間t的關(guān)系如圖乙所示．則轎車在啟動15s后受到的阻力是多少牛？

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(qiáng)公式 p=F/s計(jì)算出壓強(qiáng)；
（2）要解決此題，需要掌握電磁繼電器的工作原理，由低壓控制電路來控制高壓工作電路．電磁繼電器相當(dāng)于工作電路的開關(guān)．
（3）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．

解答：解：（1）轎車對地面的壓強(qiáng)為P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

1.6×103kg×10N/kg

4.0×10-2m2

=4×10⁵Pa
答：此時轎車對地面的壓強(qiáng)為4×10⁵Pa．
（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(yùn)動與觸點(diǎn)相連，使電動機(jī)連通開始工作；電磁鐵的工作電壓小于電動機(jī)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(jī)，都能獨(dú)立、同時工作，故二者應(yīng)并聯(lián)連接．電路連接如圖：
（3）由圖象可知，轎車在啟動15s后做勻速直線運(yùn)動，速度是v=30m/s
∴f=F
由P=Fv得：
轎車受到的阻力為：f=F=

P

v

=

90×103W

30m/s

=3000N
答：轎車在啟動15s后受到的阻力是3000N．

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