Question

2007年8月份气象警报显示，第9号超强台风“圣帕”的中心附近最大风力达17级，风速达60m/s．这样的风力可将一辆小型厢式货车吹翻倒地，如图示． 假设车长为L、车宽为D、车顶离地高为H、车厢高为h，车重为G，重心处于车宽中央离地高为

2H

5

处．问：
（1）60m/s的风速与哪一类现代交通工具的速度最接近？
（2）吹翻货车时风对车厢侧面的推力约有多大？（不计车轮的受风）
（3）风吹翻货车的过程至少对车做多少功？

Answer 1

分析：（1）高速列车是指最高行车每小时达到或超过200公里的铁路列车；
（2）根据力矩平衡条件求解即可；
（3）根据机械能守恒定律求解出重心最高点重力势能的增加量．

解答：解：（1）60m/s=316km/h；
高速列车是指最高行车每小时达到或超过200公里的铁路列车；
（2）力矩与力臂是线性关系故G

D

2

=F（H-

h

2

）；
推力F=

GD

2H-h

；
（3）车的重心通过左车轮时的高度为

D2 4 + 4H2 25

；
风至少对车做多少功为W=G（

D2 4 + 4H2 25

-

2H

5

）；
答：（1）60m/s的风速与高速列车的速度最接近；
（2）吹翻货车时风对车厢侧面的推力约有

GD

2H-h

；
（3）风吹翻货车的过程至少对车做G（

D2 4 + 4H2 25

-

2H

5

）的功．

点评：本题第二问关键选定转轴，然后根据力矩平衡条件求解；第三问明确多做的功等于重力势能的增加量．