Question

如圖，在平直公路上勻速行駛的小汽車質量是2000kg，受到的阻力是車重的0.2倍．車速是90km/h，行駛2min的路程．你完成以下幾個問題的解答
（1）小汽車受到哪幾對平衡力的作用？
（2）在圖中畫出小汽車在豎直方向上受力的示意圖．
（3）小汽車受到的重力是多少牛？
（4）小汽車發動機的牽引力是多少牛？
（5）小汽車在2min內行駛的路程是多少米？
（6）發動機對小汽車做了多少焦耳的功？
（7）小汽車發動機的功率是多少瓦？
（8）為了防止高速行駛的小汽車緊急剎車時乘客由于

 

而撞傷，公安部門要求小型客車的駕駛員和前排乘員必須使用安全帶．

Answer 1

分析：（1）處于靜止狀態或做勻速直線運動的物體受平衡力作用，從水平方向和豎直方向進行受力分析；
（2）過小汽車的重心，分別表示出重力、支持力的方向；
（3）根據G=mg求出下汽車受到的重力；
（4）根據F=f=0.2G即可求出牽引力的大小；
（5）利用速度的變形公式即可求出小汽車在2min內行駛的路程；
（6）利用W=Fs即可求出發動機對小汽車做的功；
（7）利用P=

W

t

即可求出發動機的功率；
（8）一切物體都有保持原來運動狀態的性質，據此分析．

解答：解：（1）因為小汽車沿水平方向做勻速直線運動，因此小汽車在水平方向受牽引力和阻力作用，二力是一對平衡力；在豎直方向受重力和支持力作用，二力是一對平衡力，即小汽車受兩對平衡力作用；
（2）過小汽車的重心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段，分別用G和F表示；如下圖所示：

（3）小汽車的重力：G=mg=2000kg×9.8N/kg=19600N；
（4）因為小汽車受到的牽引力和阻力為一對平衡力，故F=f=0.2G=0.2×19600N=3920N；
（5）∵v=

s

t

∴小汽車在2min內行駛的路程：s=vt=90km/h×

2

60

h=30m；
（6）發動機對小汽車做的功：W=Fs=3920N×30m=117600J；
（7）小汽車發動機的功率：P=

W

t

=

117600J

2×60s

=980W；
（8）前排司機和乘客原來和車一起向前運動，緊急剎車時，車由運動突然變成靜止，而司機和前排乘客由于具有慣性，繼續向前運動，容易撞到擋風玻璃發生傷害，所以公安部門要求小型客車的駕駛員和前排乘員必須使用安全帶．
答：（1）小汽車受到2對平衡力的作用；
（3）小汽車受到的重力是19600N；
（4）小汽車發動機的牽引力是3920N；
（5）小汽車在2min內行駛的路程是30m；
（6）發動機對小汽車做了117600焦耳的功；
（7）小汽車發動機的功率是980瓦；
（8）慣性．

點評：本題綜合考查二力平衡的條件、力的示意圖、重力的計算、速度計算公式的應用、功的計算、功率的計算以及慣性知識的應用，涉及的內容較多，但都屬于基礎知識．