Question

18．一辆汽车驶过夹河大桥时，交警示意停车．该车司机反应时间是0.5s，反应距离为12.5m，停车后查得空车体质量为4t，称得该车的总质量为10t，车轮与地面的总接触面积为0.1㎡．按照规定，该路段限速80km/h，对路面的压强不得超过7×10⁵Pa，g=10N/kg．利用上述数据：
（1）计算汽车驶过夹河大桥时汽车的速度和汽车对地面的压强．
（2）分析交警示意汽车停车的原因可能是什么．
（3）运用所学的物理知识说明汽车超载的危害有哪些．

Answer 1

分析 （1）（2）车辆行驶时，交警要重点检查的问题主要有两个：
一是有没有超载（即车辆对地面的压强是否超过允许的最大值）；
二是有没有超速（即车辆行驶的速度是否超过允许的最大值）．
因此，求解本题时，首先求出汽车对地面的压力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求汽车对地面的压强，与限制的压强相比较看是否超载；
然后利用反应距离和反应时间，根据公式v=$\frac{s}{t}$可求汽车的速度，与限制的速度相比较看是否超速．
（3）可从惯性，压强两个方面分析．

解答 解：（1）①汽车的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{12.5m}{0.5s}$=25m/s；
②汽车对地面的压力：
F=G=mg=10×10³kg×10N/kg=1×10⁵N，
汽车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{5}N}{0.1{m}^{2}}$=1×10⁶Pa；
（2）v_限=80km/h=80×$\frac{1}{3.6}$m/s≈22m/s，
由（1）的计算可知，汽车对地面的压强：p=1×10⁶Pa＞7×10⁵Pa．
汽车的速度：v=25m/s＞22m/s；
所以，交警示意汽车停车的原因是既超速又超载；
（3）超载造成的危害很多，如：巨大的压强易使路面变形，从而大大缩短公路的使用寿命，超载汽车质量过大，惯性就越大，不易操纵，容易发生交通事故等．
答：（1）汽车驶过夹河大桥时汽车的速度为25m/s；汽车对地面的压强为1×10⁶Pa．
（2）交警示意汽车停车的原因是既超速又超载．
（3）汽车超载的危害有：过大的压强损坏路面；质量过大，车的惯性大，不好操纵，易出交通事故．

点评 此题涉及到压强的大小及其计算、重力的计算、惯性等，在解答过程中一要注意压力和受力面积的对应性；二要注意统一使用国际单位制单位．该题考查学生综合分析问题的能力．有一定的难度．本题还告诉我们汽车行驶的时候一定不能超速和超载．