Question

3．按照规定，我国载货车辆的轮胎，对地面的压强应控制在7×10⁵帕以内．但有些司机，为了降低运营成本，不顾国家利益，肆意超载．有一辆自重为2t的6轮汽车，核准载货量为4t，实际装货8t，如果每个车轮与地面的接触面积为0.02m²．
（1）该车对地面的压力多大？
（2）通过计算说明，该车对地面的压强是否超过规定？（g=10N/kg）
（3）运用所学的物理知识说明超载的危害．

Answer 1

分析 （1）根据汽车和实际装载货物的质量可求出汽车和货物的总重力，此时压力等于汽车和货物的总重力；
（2）根据每个车轮与路面的接触面积求出受力面积．利用p=$\frac{F}{S}$求出该车对路面的压强，然后与7×10⁵Pa进行比较即可；
（3）可从惯性，压强两个方面分析

解答 解：（1）汽车和货物的总重力：
G=（m_车+m_货）g=（2×10³kg+8×10³kg）×10N/kg=1×10⁵N，
因水平面上物体的压力和自身的重力相等，
所以，该车对地面的压力：
F=G=1×10⁵N；
（2）受力面积为：
S=0.02m²×6=0.12m²，
该车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{5}N}{0.12{m}^{2}}$≈8.3×10⁵Pa，
因p=8.3×10⁵Pa＞p₀=7×10⁵Pa，
所以，该车对地面的压强否超过规定；
（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）该车对地面的压力为1×10⁵；
（2）通过计算可知该车对地面的压强是超过规定；
（3）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．

点评 本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，对学生的综合分析问题的能力有一定的要求，有一定的难度．