题目内容

20.驾驶员看见过马路的人,从决定停车,直至右脚刚刚踩在制动器踏板上,在这段反应时间内,汽车按一定速度行驶的距离称为反应距离(从踩紧踏板到车停下的这段距离称为刹车距离).普通人正常的反应时间,平均约为0.5~1.5s;酒后驾驶的反应时间则增加2~3倍.为确保人民的生命财产安全,从2011年5月1开始,新的道路交通安全法对酒后驾驶给予了十分严厉的出发.
(1)小张正常的反应时间是1s,他以108km/h的速度在高速公路开车,假设小张酒后驾驶的反应时间是正常时的2倍,他的反应距离是多少米;
(2)如果小张在紧急刹车时,脚踩在制动器踏板上的力是40N,脚与踏板的接触面积是50cm2,那么脚对踏板的压强是多少;
(3)小张以108km/h的速度在高速公路开车,他驾驶的汽车受到的牵引力为2000N,汽车行驶100m,牵引力做多少功?这段时间内牵引力做功的功率是多少.
(4)小张关闭发动机后,汽车受到恒定阻力作用,阻力大小恒为1200N.汽车从20m/s的速度减速至零的速度-时间图象如图所示(图象与坐标轴所围面积表示汽车通过的路程).试计算这段时间内汽车克服阻力做的功.

分析 (1)反应距离可利用s=vt计算;
(2)压强的计算公式:p=$\frac{F}{S}$;
(3)牵引力做功可利用W=Fs计算;牵引力功率需要利用推导式p=Fv计算;
(4)克服阻力做功大小为阻力大小与移动距离的积.

解答 解:
(1)由v=$\frac{s}{t}$得,反应距离:s=vt=2s×30m/s=60m;
(2)脚与踏板的接触面积是S=50cm2=50×10-4m2,
脚对踏板的压强:p=$\frac{F}{S}$=$\frac{40N}{50×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=8000Pa;
(3)牵引力做功:W=Fs1=2000N×100m=2×106J;
汽车行驶速度:v=108km/h=108×$\frac{1}{3.6}$m/s=30m/s,
牵引力功率:P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2000N×30m/s=6×105W;
(4)从图象上每格“面积”12m,四舍五入共38格,路程为s′=456m,
汽车所受阻力:F′=1200N,
汽车克服阻力做的功:W=F′s′=1200N×456m≈5.5×105J.
答:(1)小张的反应距离是60米;
(2)如果小张在紧急刹车时,脚踩在制动器踏板上的力是40N,脚与踏板的接触面积是50cm2,脚对踏板的压强是8000Pa;
(3)牵引力做功2×106J;这段时间内牵引力做功的功率是6×105W;
(4)这段时间内汽车克服阻力做功5.5×105J.

点评 本题综合性很强,解题的关键是结合图象中给出的信息计算.

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