Question

【題目】一列質量為1×103t的火車，以50m/s的速度在平直軌道上勻速行駛，整列火車受到的阻力為9×103N．火車車輪與軌道的總接觸面積是0.2m3 ． （g=10N/kg）
（1）火車進站后靜止時對軌道的壓強是多少？
（2）火車行駛1min機車牽引力做了多少功？
（3）牽引力的功率是多大？

Answer 1

【答案】
（1）解：火車進站后靜止時對軌道的壓力：F=G=mg=1×103×103kg×10N/kg=1×107N，

火車靜止時對軌道的壓強：p= = =5×107Pa

（2）解：因為火車在平直軌道上勻速行駛，所以F牽=f=9×103N，

根據v= 可得火車1min在水平方向移動的距離：s=vt=50m/s×60s=3×103m，

所以牽引力做的功為：W牽=F牽s=9×103N×3×103m=2.7×107J

（3）解：牽引力的功率：

P= = =4.5×105W．

【解析】（1）火車進站后靜止時對軌道的壓力等于其重力，利用G=mg求出，然后利用p= 計算壓強；（2）要解決此題，首先掌握二力平衡的條件，搞清火車所受牽引力與阻力之間的關系．
然后要知道功的計算公式：W=Fs．并且要搞清F與s的關系，s必須是在力的方向上移動的距離．通過分析重力沒有在力的方向上移動距離，所以重力沒有做功．
根據功的計算公式計算出牽引力做的功；（3）根據公式P= 計算出牽引力的功率．
【考點精析】認真審題，首先需要了解壓強的大小及其計算(壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）)，還要掌握功的計算(功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m)的相關知識才是答題的關鍵．