试题

（2013·平房区一模）为了保障学生乘车安全，某校投入使用的新型安全校车（如图所示）．求：
（1）若校车和学生总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m²，求校车对水平路面的压强？
（2）在寒冷的冬天，若校车以12m/s的速度在一段平直路面是匀速行驶了5min，校车受到的牵引力是4500N，同时打开车内的供暖设备放出了6.3×10⁶J的内能，这段时间内完全燃烧1.4kg的汽油（汽油的热值是4.6×10⁷J/kg），则，校车在这段时间内的能量转化率是多少？
（3）这种校车具有良好的刹车系统，请你就校车急刹车情景提出一个与物理有关的问题，并用所学物理知识解释．

解：（1）校车对水平路面的压力：
F=G=mg=9000kg×9.8N/kg=88200N，
∵p=

F

S

，
∴校车对水平路面的压强：
p=

F

S

=

88200N

0.15m2

=5.88×10⁵Pa；
（2）∵v=

s

t

，
∴汽车行驶的路程：
s=vt=12m/s×300s=3600m，
∵W=Fs，
∴牵引力做的功：W₁=Fs=4500N×3600m=1.62×10⁷J，
有用功为：W_有用=W₁+Q=1.62×10⁷J+6.3×10⁶J=2.25×10⁷J；
总功：W_总=mq=1.4kg×4.6×10⁷J/kg=6.44×10⁷J，
∴能量转化率η=

W有用

W总

×100%=

2.25×107J

6.44×107J

×100%=35%；
（3）问题1：急刹车时．车内的同学为什么会有向前倾的感觉？
解释  急刹车时，车内的同学由于具有惯性．仍要向前运动．
问题2：急刹车过程中．能量是怎样转化的？
解释  急刹车过程中，机械能转化为内能．
问题3：急刹车后．校车轮胎为什么会发烫？
解释  急刹车过程中，机械能转化为内能．使轮胎温度升高．
答：（1）校车对水平路面的压强5.88×10⁵Pa；
（2）校车在这段时间内的能量转化率是35%；
（3）问题：急刹车时．车内的同学为什么会有向前倾的感觉？
解释 急刹车时，车内的同学由于具有惯性．仍要向前运动．
解：（1）校车对水平路面的压力：
F=G=mg=9000kg×9.8N/kg=88200N，
∵p=

F

S

，
∴校车对水平路面的压强：
p=

F

S

=

88200N

0.15m2

=5.88×10⁵Pa；
（2）∵v=

s

t

，
∴汽车行驶的路程：
s=vt=12m/s×300s=3600m，
∵W=Fs，
∴牵引力做的功：W₁=Fs=4500N×3600m=1.62×10⁷J，
有用功为：W_有用=W₁+Q=1.62×10⁷J+6.3×10⁶J=2.25×10⁷J；
总功：W_总=mq=1.4kg×4.6×10⁷J/kg=6.44×10⁷J，
∴能量转化率η=

W有用

W总

×100%=

2.25×107J

6.44×107J

×100%=35%；
（3）问题1：急刹车时．车内的同学为什么会有向前倾的感觉？
解释  急刹车时，车内的同学由于具有惯性．仍要向前运动．
问题2：急刹车过程中．能量是怎样转化的？
解释  急刹车过程中，机械能转化为内能．
问题3：急刹车后．校车轮胎为什么会发烫？
解释  急刹车过程中，机械能转化为内能．使轮胎温度升高．
答：（1）校车对水平路面的压强5.88×10⁵Pa；
（2）校车在这段时间内的能量转化率是35%；
（3）问题：急刹车时．车内的同学为什么会有向前倾的感觉？
解释 急刹车时，车内的同学由于具有惯性．仍要向前运动．