Question

15．如图，是某同学家中最近购买的一辆小轿车，在某次匀速行驶时的有关数据如下表：

小轿车总质量	1800kg
静止时每只轮胎与地面的接触面积	400cm2
轮胎能承受的最大气压	2.5×105Pa
匀速行驶过程中的总阻力	总重的0.05倍

求：（1）小轿车静止于水平路面时，小轿车对地面的压强p；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，所受到向前的牵引力F；
（3）该轿车能承载物体的最大重力是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）静止时小轿车对地面的压力等于小轿车的重力（F=G=mg），受力面积等于四只轮胎与地面的接触面积之和，再根据公式p=$\frac{F}{S}$求对地面的压强；
（2）根据匀速行驶过程中的总阻力为总重的0.05倍求出阻力，匀速运动时受到的牵引力和阻力是一道平衡力，根据二力平衡条件求出牵引力；
（3）知道轮胎能承受的最大气压，根据F=pS求出轮胎承受的最大总重力，然后减去小轿车自身的总重力即可得出答案．

解答 解：（1）小轿车静止于水平路面时，对地面的压力：
F=G=mg=1800kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
受力面积：
S=4×400cm²=1600cm²=0.16m²，
小轿车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.16{m}^{2}}$=1.125×10⁵Pa；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，则
F′=f=0.05G=0.05×18000N=900N；
（3）轮胎承受的最大总重力：
G_大=F_大=p_大S=2.5×10⁵Pa×0.16m²=4×10⁴N，
该轿车能承载物体的最大重力：
G′=G_大-G=4×10⁴N-1.8×10⁴N=2.2×10⁴N．
答：（1）小轿车静止于水平路面时，小轿车对地面的压强为1.125×10⁵Pa；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，所受到向前的牵引力900N；
（3）该轿车能承载物体的最大重力是2.2×10⁴N．

点评 本题考查了压强公式、重力公式和二力平衡条件的应用，从表格中得出有用的信息是解题的关键，计算过程要注意单位的换算．