Question

8．伴随着“环保低碳、节能减排”的生活新理念，太阳能汽车应运而生．太阳能汽车牵引力的功率约为1500W，车轮与地面的接触总面积为0.1m²．当汽车与人的总质量为1000kg时，该车以54km/h的速度沿直线匀速行驶了30min．（g=10N/kg）请计算该车：
（1）太阳能汽车对水平地面的压强；
（2）30min行驶过程中太阳能汽车做了多少焦耳的功；
（3）行驶过程中太阳能汽车受到的阻力．

Answer 1

分析 （1）求出汽车对地面的压力，然后由压强公式求出汽车对地面的压强．
（2）根据W=Pt计算出太阳能汽车所做的功；
（3）功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，由功率的变形公式P=Fv求出牵引力，然后由平衡条件求出汽车受到的阻力．

解答 解：（1）汽车对水平地面的压力：
F=G=mg=1000kg×10N/kg=1×10⁴N，
汽车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）由P=$\frac{W}{t}$得，行驶过程中太阳能汽车所做的功：
W=Pt=1500W×30×60s=2.7×10⁶J；
（3）汽车速度v=54km/h=15m/s，
由P=$\frac{W}{t}$=Fv得，汽车的牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1500W}{15m/s}$=100N，
汽车做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可得：阻力f=F=100N．
答：（1）太阳能汽车对水平地面的压强为1×10⁵Pa；
（2）30min行驶过程中太阳能汽车做了2.7×10⁶J的功；
（3）行驶过程中受到的阻力为100N．

点评 本题是有关力学的综合性计算题目，主要考查了求压强、功率计算公式的应用，解决此类题目，首先要熟练掌握相关公式，分析题目，确定已知条件，代入数据时，要注意单位的换算．