Question

近年來(lái)，交通部門(mén)加大了打擊汽車(chē)超載超速的力度，這是為了交通安全和延長(zhǎng)公路的使用年限．某科技小組對(duì)超載超速所引起的影響與危害進(jìn)行了探究．
課題一：從壓強(qiáng)角度分析超載對(duì)路面的影響
（1）自重5t、載重10t的滿(mǎn)載汽車(chē)，對(duì)水平路面的壓力為多少？（g=10N/kg）
（2）該車(chē)前后共有10個(gè)輪胎，每個(gè)輪胎與地面的接觸面積約為O.04m²，假設(shè)汽車(chē)超載10t，則對(duì)水平路面的壓強(qiáng)增加了多少？
課題二：關(guān)于超載危害交通安全的研究
（3）為什么要嚴(yán)禁超載？某課題組利用斜面、小球和木塊進(jìn)行研究．讓質(zhì)量不同的小球分別從同一高度靜止開(kāi)始滑下（如圖所示），小球經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度相等．請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，用學(xué)過(guò)的科學(xué)知識(shí)解釋超載存在的安全隱患．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)汽車(chē)滿(mǎn)載的質(zhì)量和超載時(shí)的質(zhì)量可求出汽車(chē)的總重力，由水平面上物體對(duì)地面的壓力和自身的重力相等可知壓力，再根據(jù)每個(gè)車(chē)輪與路面的接觸面積求出受力面積．利用P=求出該車(chē)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)增加量；
（2）動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度．質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大；速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大．
解答：解：（1）滿(mǎn)載時(shí)對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=（5×10³kg+10×10³kg）×10N/kg=1.5×10⁵N；
受力面積：
S=10×O.04m²=0.4m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
P===3.75×10⁵Pa；
（2）超載時(shí)對(duì)地面的壓力：
F′=G′=m′g=（5×10³kg+20×10³kg）×10N/kg=2.5×10⁵N；
受力面積：
S=10×O.04m²=0.4m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
P′===6.25×10⁵Pa；
所以超載時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)增加了△P=P′-P=6.25×10⁵Pa-3.75×10⁵Pa=2.5×10⁵Pa；
故超載的車(chē)輛對(duì)路面的壓力增大，壓強(qiáng)、摩擦力增大，容易毀壞路面．
（3）兩次實(shí)驗(yàn)小球的高度相同，但小球的質(zhì)量不同，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離不同，質(zhì)量越大，推動(dòng)木塊移動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，動(dòng)能越大．所以說(shuō)當(dāng)速度相同時(shí)，車(chē)輛超載后的動(dòng)能增大，剎車(chē)后由于慣性向前滑行的距離變大，容易引發(fā)事故．
答：（1）滿(mǎn)載時(shí)汽車(chē)對(duì)水平路面的壓力為1.5×10⁵N；
（2）汽車(chē)超載10t時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)增加了2.5×10⁵Pa；
（3）當(dāng)速度相同時(shí)，車(chē)輛超載后的動(dòng)能增大，剎車(chē)后由于慣性向前滑行的距離變大，容易引發(fā)事故．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了壓力、壓強(qiáng)的計(jì)算和用轉(zhuǎn)換法、控制變量法研究動(dòng)能大小的影響因素，關(guān)鍵是能力利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，本體綜合性較強(qiáng)，具有一定的難度．