Question

汽車作為一種交通工具在國內已普及。專家提示：汽車輪胎內的氣壓(胎壓)會影響剎車距離。為確保安全，需經常檢查胎壓，某汽車技術員為了研究胎壓對剎車距離的影響，用同一汽車在晴天和雨天環境下，在車速為60千米/時剎車，測試結果如下圖所示：

(1)汽車質量為1500千克，有4個輪胎，停在水平地面上時，每個輪胎與地面的接觸面積為0.025米²。請計算此時汽車對地面的壓強；( g取10牛/千克）
(2)根據測試結果，可以得出在兩種環境下胎壓對剎車距離的影響是_______；
(3）胎壓對剎車距離的影響主要是胎壓不同導致地面對輪胎的阻力不同。該技術員在雨天環境下，對標準胎壓的汽車進行測試時，若在剎車過程中汽車受到地面的平均阻力為3000牛，試計算在剎車過程中，汽車克服地面阻力做功多少焦？

Answer 1

(1）1.5×10⁵Pa
(2）在車速為60km/h剎車時，晴天環境胎壓對剎車距離影響較小，雨天環境胎壓對剎車距離影響較大，胎壓較低時，會增大剎車距離。
(3）1.8×10⁵J。

（1）欲計算壓強，就要知道壓力和受力面積，由于汽車的質量已知，可求重力，得出對水平地面的壓力，再除受力面積即可得出壓強來，注意汽車有四個輪子，其受力面積是單個輪子面積的四倍；（2）通過觀察圖像可以看出晴天標準胎壓與低胎壓對剎車距離的影響較小，雨天則較大；（3）由圖像可知雨天標準胎壓的剎車距離為60m，再乘以阻力的大小，就是汽車克服地面阻力做功。
(1）由于汽車對地面的壓力F ="G" ="mg" ="1500kg×10N/kg" = 1.5×10⁴N；
故汽車對地面的壓強p== 1.5×10⁵Pa
(2）在車速為60km/h剎車時，晴天環境胎壓對剎車距離影響較小，雨天環境胎壓對剎車距離影響較大，胎壓較低時，會增大剎車距離。
(3）在表中查得雨天環境中，標準胎壓下剎車距離為60 m，
故W =" Fs" =" 3000N×" 60m= 1.8×10⁵J。