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长征二号F型火箭全长58.3m,火箭及其配件质量为480t,由4个液体火箭助推器和芯一级、二级、整流罩、逃逸塔组成.用自身质量为120t的特大平板卡车把火箭运往发射基地.由于火箭

时间:2018-06-29
长征二号F型火箭全长58.3m,火箭及其配件质量为480t,由4个液体火箭助推器和芯一级、二级、整流罩、逃逸塔组成.用自身质量为120t的特大平板卡车把火箭运往发射基地.由于火箭很重、体积大,路面弯曲,给运输带来了很大的困难,平板卡车只能在夜间封闭路段后缓慢地匀速行驶运输.若水平路面能承受的最大压强为8×105Pa,平板车每个车轮与地面的接触面积为0.09m2,行驶过程中受到的阻力是特大平板卡车和火箭及其配件总重的0.25倍.(g取10N/kg)求:
(1)装有火箭及其配件的特大平板卡车对路面的压力是多少牛?
(2)为了防止行驶过程中损坏路面,装有火箭及其配件的特大平板车卡车的车轮最少要多少个?
(3)如果装有火箭及其配件的特大平板卡车匀速行驶2.4km,用时20min,求平板卡车牵引力做功的功率.
正确答案:
(1)卡车队路面的压力F=G=mg=m1g+m2g=(480+120)×103kg×10N/kg=6×106N;
(2)车轮与地面的接触面积为nS1=n×0.09m2;
∵p=FS,
∴S=Fp,
n=FS1p=6×106N0.09m2×8×105Pa≈83.3,
即特大平板车卡车的车轮最少要84个.
(3)由于在水平路面上匀速行驶,所以F牵=f阻=0.25mg=(480+120)×103kg×10N/kg×0.25=1.5×106N.S′=24km=2400m,t=20min=1200s
牵引力做功W=F牵S′=1.5×106N×2400m=3.6×109J,
牵引力做功的功率P=Wt=3.6×109J1200s=3×106W.
答:(1)装有火箭及其配件的特大平板卡车对路面的压力是6×106N;
(2)装有火箭及其配件的特大平板车卡车的车轮最少要84个;
(3)平板卡车牵引力做功的功率为3×106W.
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