Question

18．城区每天清晨都要进行洒水，若一辆洒水车空车质量6t，水罐容积5m³．装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5m²．（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³）．问：
（1）装半罐水时，洒水车对地面的压强为多少？
（2）若罐内水深1.5m，则水对罐底的压强为多少？
（3）洒水车洒水过程中包含很多物理知识，请你写出其中两条（洒水车匀速行驶洒水时的动能将变小“变大、变小、或不变”）（轮胎的花纹的作用是增大接触面的粗糙程度增大摩擦力）．

Answer 1

分析 （1）装半罐水时水的体积为总体积的一半，根据m=ρV求出水的质量，洒水车对地面的压力等于水和车的重力之和，根据F=G=mg求出其大小，根据p=$\frac{F}{S}$求出洒水车对地面的压强；
（2）知道罐内水深，根据p=ρgh求出水对罐底的压强；
（3）①动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；
②增大摩擦力的方法：在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力；在接触面粗糙程度一定时，增大压力来增大摩擦力．

解答 解：（1）装半罐水时水的体积：
V_水=$\frac{1}{2}$V=$\frac{1}{2}$×5m³=2.5m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，水的质量：
m_水=ρ_水V_水=1.0×10³kg/m³×2.5m³=2.5×10³kg，
洒水车对地面的压力：
F=G_总=（m_水+m_车）=（2.5×10³kg+6×10³kg）×10N/kg=8.5×10⁴N，
洒水车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8.5×1{0}^{4}N}{0.5{m}^{2}}$=1.7×10⁵Pa；
（2）水对罐底的压强：
p_水=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.5m=1.5×10⁴Pa；
（3）①洒水车匀速行驶洒水时，质量不断变小，速度保持不变，则动能不断变小；
②轮胎的花纹，是压力一定时，增大接触面的粗糙程度增大摩擦力．
答：（1）装半罐水时，洒水车对地面的压强为1.7×10⁵Pa；
（2）若罐内水深1.5m，则水对罐底的压强为1.5×10⁴Pa；
（3）变小；增大接触面的粗糙程度增大摩擦力．

点评 本题考查了密度公式、重力公式、固体压强公式、液体压强公式以及影响动能大小的因素和增大摩擦力大小因素的应用，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等．