Question

2．如圖所示為新型全封閉三輪電動(dòng)摩托車(chē)的銘牌，在水平路面上以6m/s的速度勻速直線前進(jìn)時(shí)，勻速行駛過(guò)程中的阻力為總重的0.06倍．（忽略空氣的阻力，g取10N/㎏）

空車(chē)質(zhì)量/kg	175
車(chē)上乘車(chē)人員/人	3
單個(gè)輪胎與地接觸面積/cm2	110
輪胎承受最大壓強(qiáng)/Pa	1.2×105

（1）該全封閉電動(dòng)摩托車(chē)的重力是多少？
（2）從輪胎安全的角度考慮，該車(chē)乘員最大質(zhì)量是多大？在水平路面勻速行駛時(shí)電動(dòng)摩托車(chē)受到的牽引力最大是多大？
（3）該電動(dòng)摩托車(chē)快速行駛時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)與靜止時(shí)相比，會(huì)有怎樣的變化？并說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)可知空車(chē)的質(zhì)量，根據(jù)G=mg求出該全封閉電動(dòng)摩托車(chē)的重力；
（2）知道單個(gè)輪胎與地接觸面積可求總的接觸面積，又知道輪胎承受最大壓強(qiáng)，根據(jù)F=pS求出對(duì)地面的最大壓力，根據(jù)水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及G=mg可求最大總質(zhì)量，然后減去空車(chē)的質(zhì)量即為該車(chē)乘員最大質(zhì)量；在水平路面勻速行駛時(shí)電動(dòng)摩托車(chē)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，根據(jù)F=f=0.06G求出其大小；
（3）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越��；流速越小，壓強(qiáng)大．

解答 解：（1）該全封閉電動(dòng)摩托車(chē)的重力：
G_車(chē)=m_車(chē)g=175kg×10N/kg=1750N；
（2）輪胎與地接觸總面積：
S=110cm²×3=330cm²=3.3×10^-2m²，
由p=$\frac{F}{S}$可得，從輪胎安全的角度考慮，車(chē)對(duì)地面最大壓力：
F=pS=1.2×10⁵Pa×3.3×10^-2m²=3960N，
因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
所以，由G=mg可得，最大總質(zhì)量：
m_總=$\frac{{G}_{總}(cāng)}{g}$=$\frac{F}{g}$=$\frac{3960N}{10N/kg}$=396kg，
該車(chē)乘員最大質(zhì)量：
m_人=m_總-m_車(chē)=396kg-175kg=221kg，
因在水平路面勻速行駛時(shí)電動(dòng)摩托車(chē)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，
所以，電動(dòng)摩托車(chē)受到的最大牽引力：
F′=f=0.06G_總=0.06F=0.06×3960N=237.6N．
（3）對(duì)路面的壓強(qiáng)變小；因?yàn)殡妱?dòng)摩托車(chē)快速行駛時(shí)，上表面空氣流速大壓強(qiáng)小，下表面空氣流速小壓強(qiáng)大，從而對(duì)車(chē)產(chǎn)生向上的壓力差．
答：（1）該全封閉電動(dòng)摩托車(chē)的重力是1750N；
（2）從輪胎安全的角度考慮，該車(chē)乘員最大質(zhì)量是221kg；在水平路面勻速行駛時(shí)電動(dòng)摩托車(chē)受到的牽引力最大是237.6N；
（3）對(duì)路面的壓強(qiáng)變小；因?yàn)殡妱?dòng)摩托車(chē)快速行駛時(shí)，上表面空氣流速大壓強(qiáng)小，下表面空氣流速小壓強(qiáng)大，從而對(duì)車(chē)產(chǎn)生向上的壓力差．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式和壓強(qiáng)公式、二力平衡條件以及流速與壓強(qiáng)的關(guān)系，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等，同時(shí)注意總表格中獲取有用的信息．