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物理必考目前.城市中交通堵塞的现象越来越严重.为了解决交通堵塞问题.

更新时间:2024-01-18 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

目前,城市中交通堵塞的现象越来越严重.为了解决交通堵塞问题,科研人员设计了一种机动立交桥.机动立交桥又叫车载桥,它主要由动力车和桥板组成,使用时展开桥板搭建一座临时立交桥,使其他车辆顺利通过桥面,排除交通堵塞,在行驶过程中桥板能折叠起来放在车顶(如下图所示)Ifa物理好资源网(原物理ok网)

某机动立交桥的有关技术性能数据见表.请回答下列问题:Ifa物理好资源网(原物理ok网)

序号技术性能数据
1机动立交桥桥板宽度为4m
2机动立交桥引桥坡度为30度
3机动立交桥桥板展开时的总长度为25m
4制造桥板的材料为上表面有花纹的钢板,密度为7.8×103 kg/m3
5机动立交桥桥板所用的钢板的平均厚度为20mm
6机动立交桥的动力车(含司乘人员)自重6t
(1)机动立交桥桥板采用有花纹的钢板的原因中________.Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(2)请计算出机动立交桥桥板的质量是多少?Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(3)按照我国道路安全规定,机动车对路面的压强不能超过8×105pa,试求机动立交桥的动力车在行驶过程中车轮与地面接触的最小面积?(g取l0N/kg)Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(4)请你从物理学角度对该机动立交桥的设计提出一条合理的改进建议.

试题答案

解:(1)在压力一定时,采用花纹的钢板,是为了增大接触面的粗糙程度,来增大摩擦.Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(2)桥板的体积:Ifa物理好资源网(原物理ok网)

V=4m×25m×20×10-3m=2m3Ifa物理好资源网(原物理ok网)

机动立交桥桥板的质量:Ifa物理好资源网(原物理ok网)

m=ρV=7.8×103 kg/m3×2m3=1.56×104kg;Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(3)机动立交桥的动力车对地面的压力:Ifa物理好资源网(原物理ok网)

F=G=(M+m)g=(6×103kg+1.56×104kg)×l0N/kg=2.16×105NIfa物理好资源网(原物理ok网)

车轮与地面接触的最小面积:Ifa物理好资源网(原物理ok网)

S===0.27m2Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(4)动立交桥引桥坡度小于30度;采用密度小强度大的材料,减轻机动立交桥桥板质量等.Ifa物理好资源网(原物理ok网)

答:(1)增大摩擦;Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(2)机动立交桥桥板的质量为1.56×104kg; Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(3)机动立交桥的动力车在行驶过程中车轮与地面接触的最小面积0.27m2Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(4)机动立交桥引桥坡度小于30度;采用密度小强度大的材料,减轻机动立交桥桥板质量等(合理即可).Ifa物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)增大摩擦力的方法有:压力不变、增大接触面的粗糙程度,接触面的粗糙程度不变、增大压力,变滚动摩擦为滑动摩擦;Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(2)先根据桥板的长、宽、高求出体积,再根据m=ρV求出机动立交桥桥板的质量;Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(3)水平面上物体的压力和重力相等,根据G=mg求出重力,再根据S=求出机动立交桥的动力车在行驶过程中车轮与地面接触的最小面积;Ifa物理好资源网(原物理ok网)

(4)从机动立交桥的安全性考虑提出合理的改进建议.Ifa物理好资源网(原物理ok网)

点评:本题考查了改变摩擦力的方法、体积、质量、压力、压强的计算,关键是公式的灵活应用,计算过程要注意单位的换算.Ifa物理好资源网(原物理ok网)

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