Question

【题目】某品牌平衡车的质量为 20kg，每个车轮与地面的接触面积为 20cm2，可以改装成四轮卡丁车，改装配件质量为 40kg，其中轮胎规格与原平衡车相同，改装前后，车辆最大车速均为 20km/h，使用者小明质量为 60kg，驾驶这辆平衡车匀速通过一段长为 2km 的平直路段，这一过程中平衡车的输出功率 1000W，求：

（1）小明至少需要多少 min 才能通过该路段？

（2）平衡车在这一过程中所做的功多大？

（3）同样是小明驾控车辆，改装前后车辆对水平路面压强的变化量是多少？

Answer 1

【答案】(1)6min；(2)3.6×105J；(3) 5×104Pa

【解析】

(1)小明通过该路段需要的时间至少为

(2)平衡车所做的功

W=Pt=1000W×6×60s=3.6×105J

(3)改装前，车与小明的总重力

G1=m车g+m人g=20kg×10N/kg+60kg×10N/kg=800N

此时，车对水平路面的压强

改装后，车与小明的总重力

G2=m车＇g+m人＇g=(20kg+40kg)×10N/kg+60kg×10N/kg=1200N

此时车对水平路面的压强

压强的变化量

p=p1-p2=2×105Pa-1.5×105Pa=5×104Pa

答：(1)小明至少需要6min才能通过该路段；

(2)平衡车在这一过程中所做的功是3.6×105J；

(3)改装前后车辆对水平路面压强的变化量是5×104Pa。