7.电动汽车是全球正在大力推广的新型交通工具,它具有节能、环保等优点。一辆停放在水平地面上的新能源电动汽车,其质量为 $1.6× 10^{3}\ \mathrm{kg}$,该车匀速直线行驶时,所受到的摩擦力是车重的0.2倍,每个轮胎和地面的接触面积为 $2× 10^{-2}\ \mathrm{m}^2$。求:($g$ 取 $10\ \mathrm{N/kg}$)
(1)该车匀速行驶过程中受到的牵引力。
(2)静止时,该车对水平地面的压强。
(1)该车匀速行驶过程中受到的牵引力。
(2)静止时,该车对水平地面的压强。
答案
解:
(1) 汽车的重力为:
$G = mg = 1.6× 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.6× 10^4\ \mathrm{N}$
汽车匀速直线行驶时,水平方向受力平衡,牵引力等于摩擦力:
$f = 0.2G = 0.2× 1.6× 10^4\ \mathrm{N} = 3.2× 10^3\ \mathrm{N}$
因此牵引力 $F_{\mathrm{牵}} = f = 3.2× 10^3\ \mathrm{N}$
(2) 静止时,汽车对水平地面的压力等于自身重力:
$F_{\mathrm{压}} = G = 1.6× 10^4\ \mathrm{N}$
汽车与地面的总接触面积:
$S = 4× 2× 10^{-2}\ \mathrm{m}^2 = 0.08\ \mathrm{m}^2$
汽车对水平地面的压强:
$p = \frac{F_{\mathrm{压}}}{S} = \frac{1.6× 10^4\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^2} = 2× 10^5\ \mathrm{Pa}$
答:(1) 该车匀速行驶过程中受到的牵引力为$3.2× 10^3\ \mathrm{N}$;(2) 静止时该车对水平地面的压强为$2× 10^5\ \mathrm{Pa}$。
(1) 汽车的重力为:
$G = mg = 1.6× 10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 1.6× 10^4\ \mathrm{N}$
汽车匀速直线行驶时,水平方向受力平衡,牵引力等于摩擦力:
$f = 0.2G = 0.2× 1.6× 10^4\ \mathrm{N} = 3.2× 10^3\ \mathrm{N}$
因此牵引力 $F_{\mathrm{牵}} = f = 3.2× 10^3\ \mathrm{N}$
(2) 静止时,汽车对水平地面的压力等于自身重力:
$F_{\mathrm{压}} = G = 1.6× 10^4\ \mathrm{N}$
汽车与地面的总接触面积:
$S = 4× 2× 10^{-2}\ \mathrm{m}^2 = 0.08\ \mathrm{m}^2$
汽车对水平地面的压强:
$p = \frac{F_{\mathrm{压}}}{S} = \frac{1.6× 10^4\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^2} = 2× 10^5\ \mathrm{Pa}$
答:(1) 该车匀速行驶过程中受到的牵引力为$3.2× 10^3\ \mathrm{N}$;(2) 静止时该车对水平地面的压强为$2× 10^5\ \mathrm{Pa}$。
8.如图所示,甲、乙、丙三个容器的质量和底面积均相同,若往容器中装入等量的水(水不溢出),则比较三个容器底部受到水的压强()

A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.一样大
A.甲最大
B.乙最大
C.丙最大
D.一样大
答案
A
解析
三个容器装入等量的水,水的体积相同。由容器形状可知,甲容器上窄下宽,乙为柱形容器,丙容器上宽下窄,且三者底面积一致,因此水的深度满足$h_甲>h_乙>h_丙$。根据液体压强公式$p=\rho_{水}gh$,水的密度$\rho_{水}$和g均为定值,水的深度越大,容器底部受到的水的压强越大,因此甲容器底部受到的水的压强最大。
9.如图所示为探究“液体内部压强影响因素”的实验装置,选用水和煤油为材料分别进行实验,并使金属盒处于两种液体中的深度相同,用(选填“水”或“煤油”)进行实验时,U形管两侧液面的高度差h较大;进行实验时,为使U形管两侧液面的高度差h减小,应将金属盒向(选填“上”或“下”)移动。
答案
水;上。
解析
解:由液体压强公式$p=\rho_{液}gh$可知,当金属盒在两种液体中的深度相同时,水的密度大于煤油的密度,因此水中金属盒受到的液体压强更大,对应U形管两侧液面的高度差h较大。
在同种液体中,液体压强随深度的减小而减小,要使U形管两侧液面的高度差h减小,需减小金属盒所处的深度,因此应将金属盒向上移动。
在同种液体中,液体压强随深度的减小而减小,要使U形管两侧液面的高度差h减小,需减小金属盒所处的深度,因此应将金属盒向上移动。
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