Question

【題目】霧炮車（又稱多功能抑塵車）是利用高壓原理向空氣中噴灑顆粒格外細小的水霧，除去空氣中過多的塵埃。某型號霧炮車的質量為10t，它配備了一個體積為10m3的水箱。為了方便清洗，水箱底部有一個排水孔，排水孔蓋子面積約為100cm2．

（1）空載時，若霧炮車輪與地面的總接觸面積為0.8m2，則靜止時車對水平地面的壓強為多大？

（2）當水箱中水的深度為1m時，排水孔蓋子受到水的壓力約為多大？

（3）如圖所示，當霧炮車在水平路面上勻速行駛并不斷向外噴水時，霧炮車發動機的輸出功率如何變化？為什么？

Answer 1

【答案】（1）1.25×105Pa；（2）100N；（3）霧炮車發動機的輸出功率逐漸減小；因為霧炮車在水平路面上勻速行駛并不斷向外噴水時，車的速度不變，車的重力減小，對路面的壓力減小，故車受到的摩擦力減小，根據二力平衡條件可知，車受到的牽引力減小，所以根據P＝Fv知，霧炮車發動機的輸出功率逐漸減小。

【解析】

（1）霧炮車空載靜止時，處于平衡狀態，車對水平地面的壓力等于其自身重力，利用 求出壓力，再利用計算壓強；
（2）利用求出排水孔蓋子受到水的壓強，再利用的變形公式計算壓力；
（3）根據，結合滑動摩擦力大小的影響因素分析解答。

（1）霧炮車空載靜止時車對水平地面的壓力：，則霧炮車空載靜止時車對水平地面的壓力：；

（2）排水孔蓋子受到水的壓強：，則排水孔蓋子受到水的壓力：

（3）因為，當霧炮車在水平路面上勻速行駛，速度v不變，不斷向外噴水，則車的重力減小，水平地面上物體對地面的壓力大小等于重力，所以對路面的壓力減小，摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，接觸面的粗糙程度不變，壓力減小，故車受到的摩擦力減小，牽引力和摩擦力是平衡力，根據二力平衡條件可知車受到的牽引力減小，根據功率的公式P=Fv可知霧炮車發動機的輸出功率逐漸減小。