Question

随着人民生活水平的提高，汽车已经走进寻常百姓的家庭，小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）小林查看说明书得知轿车车身质量为1.6t，空车时车轮与地面的总接触面积为4.0×10^-2m²，试求此时轿车对地面的压强（g取10N/kg）．
（2）图甲是汽车的启动原理图，请在图中用笔画线代替导线将电路连接完整．
说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．
（3）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则轿车在启动15s后受到的阻力是多少牛？

Answer 1

分析：（1）已知受力面积，压力大小等于物体重力，利用压强公式 p=F/s计算出压强；
（2）要解决此题，需要掌握电磁继电器的工作原理，由低压控制电路来控制高压工作电路．电磁继电器相当于工作电路的开关．
（3）利用二力平衡知识，阻力大小等于牵引力，而牵引力等于功率除以速度．

解答：解：（1）轿车对地面的压强为P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

1.6×103kg×10N/kg

4.0×10-2m2

=4×10⁵Pa
答：此时轿车对地面的压强为4×10⁵Pa．
（2）电磁铁工作时吸引衔铁下来，根据杠杆原理衔铁的另一端向右运动与触点相连，使电动机连通开始工作；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，故电磁铁只利用电源的一部分，并且电磁铁和电动机，都能独立、同时工作，故二者应并联连接．电路连接如图：
（3）由图象可知，轿车在启动15s后做匀速直线运动，速度是v=30m/s
∴f=F
由P=Fv得：
轿车受到的阻力为：f=F=

P

v

=

90×103W

30m/s

=3000N
答：轿车在启动15s后受到的阻力是3000N．

点评：本题让学生依据表格中的参数和相关图象通过选择有用的信息来进行力学、电学等综合计算及电路图的连接和分析，这个题是很有难度的．