Question

隨著人民生活水平的提高，汽車已經走進尋常百姓的家庭，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（g取10N/kg）．
（2）圖甲是汽車的啟動原理圖，請在圖中用筆畫線代替導線將電路連接完整．
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，運動的速度v與時間t的關系如圖乙所示．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，利用壓強公式 p=F/s計算出壓強；
（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．電磁繼電器相當于工作電路的開關．
（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為4×10⁵Pa．
（2）電磁鐵工作時吸引銜鐵下來，根據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．

點評：本題讓學生依據表格中的參數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．