Question

16．如图所示，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，小轿车对底面的压强p；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，所受的向前的牵引力F；
（3）该轿车能承载物体的最大重力是多少？

Answer 1

分析 （1）小轿车静止于水平路面时，小轿车对底面的压力等于自身的重力，根据F=G=mg求出其大小，受力面积为四只轮胎与地面的接触面积之和，根据p=$\frac{F}{S}$求出小轿车对底面的压强；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，根据f=0.05G求出受到的阻力，小轿车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件求出所受的向前的牵引力；
（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，小轿车对底面的压力：
F₀=G₀=m₀g=1800kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
受力面积：
S=4×400cm²=1600cm²=0.16m²，
小轿车对底面的压强：
p=$\frac{{F}_{0}}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.16{m}^{2}}$=1.125×10⁵Pa；
（2）小轿车在匀速行驶过程中的总阻力：
f=0.05G₀=0.05×m₀g=0.05×1800kg×10N/kg=900N，
因小轿车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，向前的牵引力：
F=f=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-G₀=4×10⁴N-1.8×10⁴N=2.2×10⁴N．
答：（1）小轿车静止于水平路面时，小轿车对底面的压强为1.125×10⁵Pa；
（2）小轿车在匀速行驶过程中，所受的向前的牵引力为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．