Question

18．最近中國國家航天局公布了2020年前登陸火星的計劃，引發(fā)了大家的熱議，小麗查閱我國航天發(fā)展的資料時發(fā)現(xiàn)，我國自行研制的“玉兔號”月球車早已抵月球表面，如右圖所示．“玉兔號”車重120千克，有效負(fù)載20千克．月球上的重力是地球上的六分之一，表面土壤非常松軟，為了避免在月球上“打滑”，采用了6個特制的鈦合金制造的篩網(wǎng)輪子，每個“寬大”的輪子與地面的接觸面積達100cm²，且表面有許多鋸齒形的棘爪．通過計算回答：（取g=10N/kg）
（1）月球車移動很慢，3min最多移動18m，該車最大速度是多少米/秒？
（2）如果該車勻速移動所受阻力為100N，此時移動三分鐘動力最多做多少功？
（3）該車空載時對水平月面的壓強是多少帕？

Answer 1

分析 （1）知道月球車移動的路程和時間，據(jù)速度公式求解；
（2）知道月球車三分鐘移動的距離和受到的阻力，根據(jù)二力平衡求出動力，利用W=Fs求出三分鐘動力做的功；
（3）知道月球車的質(zhì)量，據(jù)G=mg可以計算出重力；而月球?qū)ν�一物體的吸引力是地球的六分之一求出月球車在月球上受到的重力，月球車對水平月面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)壓強計算公式求出月球車對水平月面產(chǎn)生的壓強．

解答 解：
（1）月球車的速度為：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{18m}{3×60s}$=0.1m/s；
（2）因為月球車勻速運動，所以F_動=F_阻力=100N，
動力做功為：W=F_動s=100N×18m=1800J；
（3）月球車與月球的接觸面積為：S=6×100cm²=600 cm²=6×10^-2m²，
月球車在地球上受到的重力為：G=mg=120kg×10N/kg=1200N，
月球車在月球上受到的重力為：G_月=$\frac{1}{6}$G=$\frac{1}{6}$×1200N=200N，
月球車對月面的壓力：F=G_月=200N，
月球車對月面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{6×1{0}^{-2}{m}^{2}}$≈3333.3Pa．
答：
（1）月球車移動的速度為0.1m/s；
（2）月球車移動三分鐘動力做功為1800J；
（3）月球車空載時對水平月面的壓強是3333.3Pa．

點評 本題考查了速度公式、二力平衡條件、功的計算公式、重力公式、壓強公式的應(yīng)用；要求學(xué)生必須掌握基本的物理知識．