Question

（2014·聊城）一辆重2×10^４ N的四轮卡车，开进了一段泥泞的道路，不能继续行驶，司机找来一小型拖拉机绳子、动滑轮，采用如图所示装置，拖拉机在绳端用3 750 N的水平拉力，将汽车以0.2 m/s的速度水平匀速拉出泥泞路段，用时10 s.若每一个车轮与地面接触面积为0.05 m^２.

（1）求汽车对路面的压强；

（2）求拉力F做的功和功率；

（3）若动滑轮的机械效率为80%，求汽车所受的阻力.

Answer 1

（1）轮胎与地面的接触面积：

S=4×0.05 m²=0.2 m²，

汽车对路面的压强：

＝  =1×10⁵ Pa；

（2）由得，汽车前进的距离：

s₁=vt=0.2 m/s×10 s=2 m，

绳子移动的距离：s₂=2×2 m=4 m，

拉力F做的功：

W_总=Fs₂=3 750 N×4 m=1.5×10⁴ J，

拉力F的功率：

 P===1.5×10³ W；

（3）因为η=，

所以W_有用=ηW_总=1.5×10⁴ J×80%=1.2×10⁴ J，

因为W_有用=F₁s₁，

所以摩擦力f=F₁===6 000 N.