Question

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．下表是这辆四轮轿车的部分数据：

轿车的基本参数		氙气大灯的技术参数
车身质量（千克）	1900	额定电压（伏）	12
长/宽/高（毫米）	5175/1899/1480	耗电功率（瓦）	35
油耗（升/百千米）	7.4	电瓶的技术参数
最大输出功率（千瓦）	150	电压（伏）	12
最高时速（千米/小时）	210	充电时间（小时）	20
轮胎宽度（毫米）	200	容量	50

（1）该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米（沿车长的方向）．则此时该轿车对水平路面的压强约为多大（g取10牛/千克）？
（2）请在图甲中用笔画线代替导线将汽车的启动原理图连接完整．
说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机工作，启动轿车；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压．
（3）若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动，运动过程中受到的阻力不变，运动的速度v与时间t的关系如图乙所示．则在0-5s时间内，轿车发动机做功多少J？轿车运动过程中受到的阻力是多少N？
（4）该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电．最多能供氙气大灯正常工作多长时间？

Answer

（1）固体压强的计算：先算出受力面积，再计算压力的大小，最后代入公p=进行计算．
（2）电磁铁工作时吸引衔铁下来，根据杠杆原理衔铁的另一端向右运动与触点相连，使电动机连通开始工作；电磁铁的工作电压小于电动机的工作电压，故电磁铁只利用电源的一部分，并且电磁铁和电动机，都能独立、同时工作，故二者应并联连接；
（3）利用功的公式W=Pt进行计算，再利用二力平衡知识，阻力大小等于牵引力，而牵引力等于功率除以速度；
（4）从数据表中找出电池的电压、电流和充电时间和疝气灯的额定功率，先计算出电池储存的电能，再求疝气灯的通电时间．
【解析】
（1）每个轿车轮胎的受力面积大小等于：S1=0.2m×0.05m=0.01m2
轿车轮胎的总受力面积大小等于：S=4S1=4×0.01m2=0.04m2
轿车对地面的压力大小等于：F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N
轿车对地面的压强为：p===4.75×105Pa；
答：该轿车对水平路面的压强约为4.75×105Pa．
（2）电路如图所示：

（3）轿车发动机做功 W=Pt=90×103W×5s=4.5×105J；
由图示知轿车匀速运动的速度是v=30m/s；
所以，轿车运动过程中受到的阻力：f===3×103N；
答：在0-5s时间内，轿车发动机做功为4.5×105J；轿车运动过程中受到的阻力是3×103N．
（4）电瓶的电能储存量为：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×106J
两盏疝气灯的总功率为：P=35W×2=70W
供电时间为：t===30857s；
答：最多能供氙气大灯正常工作30857s．