Question

【题目】如图所示是某型号的电动巡逻车．已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，某次巡逻时人和车总质量为1.0×103kg，四个车轮与地面的总接触面积为80dm3 ． 在水平路面上以36Km/h的速度匀速行驶了20min．（g取10N/kg）
求：
（1）巡逻车对地面的压强是多大？
（2）巡逻车在水平路面上匀速行驶时电动机的输出功率有多大？
（3）若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了多少电能？

Answer 1

【答案】
（1）解：S=80dm2=0.8m2，

巡逻车静止时对地面的压力：

F=G=mg=1.0×103kg×10N/kg=1×104N，

巡逻车静止时对地面的压强：

p= = =1.25×104Pa

答：巡逻车对地面的压强是1.25×104Pa

（2）解：因为小汽车在平直的路面上匀速前进，所以牵引力：

F=f=0.04G=0.04×1×104N=400N，

t=20min= h，

由v= 可得，小汽车行驶的距离：

s=vt=36km/h× h=12km=1.2×104m，

牵引力做的功：

W=Fs=400N×1.2×104m=4.8×106J，

电动机的输出功率：

P= = =4000W

答：巡逻车在水平路面上匀速行驶时电动机的输出功率为4000W

（3）解：由η= 可得，电动机消耗的总电能：

W电= = =6×106J

答：若电动机把80%的电能用来牵引巡逻车克服阻力做功，则此次巡逻电动机消耗了6×106J电能

【解析】（1）巡逻车对地面的压力等于人和车的总重力，利用G=mg求出重力，再利用p= 求解压强；（2）已知该电动巡逻车运动时所受的阻力为人和车总重的0.04倍，利用二力平衡可求牵引力大小，然后利用速度公式求出行驶的距离，再利用W=Fs求解牵引力所做的功；再利用P= 计算巡逻车在水平路面上匀速行驶时电动机的输出功率；（3）利用η= 求出电动机消耗的总电能．
【考点精析】利用压强的大小及其计算和功率的计算与测量对题目进行判断即可得到答案，需要熟知压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．