“海宝”是2010年世博会的吉祥物,其形象如图所示.一辆正在运送一座“海宝”的汽车以30m/s的速度在平直公路上匀速行驶,行驶30min后到达目的地.已知汽车受到的阻力为2000N,“海宝”(材质均匀、实心)的质量为3.0×10
3kg,体积为2m
3,与水平车厢的接触面积为1m
2(g=10N/kg).求:
(1)海宝的密度;
(2)海宝对水平车厢的压强;
(3)汽车在行驶的30min内牵引力所作的功;
(4)汽车的功率.
答案:
分析:(1)已知海宝的质量与体积,根据公式可求密度.
(2)对车厢的压力等于海宝的重力,接触面积已知,根据公式可求对车厢的压强.
(3)已知车匀速行驶,牵引力等于阻力,还知道车的速度与行驶的时间,根据公式S=Vt可求行驶的距离,再根据做功的公式W=FS可求做功的大小.
(4)已知牵引力和车行驶的速度,根据公式P=FV可求汽车做功的功率.
解答:解:(1)海宝的密度为:ρ==1.5×103kg/m3.
答:海宝的密度为1.5×103kg/m3.
(2)海宝对水平车厢的压力:F=G=mg=3.0×103kg×10N/kg=3×104N.
海宝对水平车厢的压强:=3×104Pa.
答:海宝对水平车厢的压强为3×104Pa.
(3)t=30min=1800s
汽车行驶的距离为:S=vt=30m/s×1800s=5.4×104m.
因为匀速,所以牵引力F=f=2000N
牵引力所作的功W=FS=2000N×5.4×104m=1.08×108J.
答:牵引力做功1.08×108J.
(4)汽车的功率为P=FV=2000N×30m/s=6×104W.
答:汽车的功率为6×104W.