Question

一辆质量为5t的大型货车，允许满载货物的质量为20t，货车前后共有10个轮子，满面载货物时每个轮子与地面的接触面积为0.04m²，此车的功率为300KW，车满载货物并以20m/s的速度在平直公路上匀速行驶1000m．请你提出与本题有关的3个物理问题 并计算出来，照示例进行设问和解答．（示例除外，但在示例中求出的数据可在自己的解答中使用．g取10N/kg）
问题：满载时车和货物的总重力是多少？

Answer 1

分析：知道空车的质量、货物的质量、车满载时的质量，根据G=mg求出各自的重力和对对地面的压力、对车的压力、满载时车对地面的压力．
知道满载时车对地面的压力和受力面积，求出满载时车对地面的压强．
知道车行驶的速度和路程，求出运动时间．
知道运动速度和功率，求出牵引力．
因为车匀速行驶，根据二力平衡条件求出阻力．
知道车的牵引力和运动路程，求出牵引力所做的功．

解答：解：任意选择其中的三种．
（1）：空载时车的重力？
解：G_车=mg=5000kg×10N/kg=5×10⁴N．
（2）：空载时车对地面的压力？
解：F_压=G_车=5×10⁴N．
（3）：满载时货物的重力？
解：G_货=m'g=20000kg×10N/kg=2×10⁵N．
（4）：满载时货物对车的压力？
解：F_物=G_货=2×10⁵N．
（5）：满载时车对地的压力？
解：F_总=G_总=G_车+G_货=5×10⁴N+2×10⁵N=2.5×10⁵N．
（6）：满载时车对地的压强？
解：满面载货物时每个轮子与地面的接触面积为0.04m²，共有10个轮子，总接触面积为0.4m²，
P_总=

F总

S总

=

G总

S总

=

2.5×105N

0.4m2

=6.25×10⁵Pa．
（7）：车行驶1000m所需的时间？
解：t=

s

v

=

1000m

20m/s

=50s．
（8）：车行驶所受的牵引力？
解：F_牵=

P

v

=

300000W

20m/s

=1.5×10⁴N．
（9）：车行驶所受的阻力？
解：车匀速行驶，所以，f_阻=F_牵=1.5×10⁴N．
（10）：车匀速行驶1000m牵引力做的功？
解：W=FS=1.5×10⁴N×1000m=1.5×10⁷J．
答：（1）：空载时车的重力5×10⁴N．
（2）：空载时车对地面的压力5×10⁴N．
（3）：满载时货物的重力2×10⁵N．
（4）：满载时货物对车的压力2×10⁵N．
（5）：满载时车对地的压力2.5×10⁵N．
（6）：满载时车对地的压强6.25×10⁵Pa．
（7）：车行驶1000m所需的时间50s．
（8）：车行驶所受的牵引力1.5×10⁴N．
（9）：车行驶所受的阻力1.5×10⁴N．
（10）：车匀速行驶1000m牵引力做的功1.5×10⁷J．

点评：对于给定要求的问题，学生能很容易的求出，但是让学生自己找出问题，自己进行解答，找问题是关键．学生这个方面的能力有待于提高．
对于力学找问题解答的题目，要从速度、时间、路程、压力、压强、受力面积、牵引力、做功等进行考虑．