Question

20．閱讀短文，回答問題：
隨著人們生活水平的不斷提高，各種轎車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．轎車的一些設(shè)計(jì)和使用過程中的許多現(xiàn)象與物理知識(shí)有關(guān)，請你用學(xué)過的物理知識(shí)解答下面的問題：
（1）如圖甲所示是小麗家新買的轎車，總質(zhì)量1.2×10³kg，車輪與地面總接觸面積8×10^-3m²，則轎車停放在車庫時(shí)，車對地面的壓強(qiáng)為1.5×10⁶Pa；
（2）交通法規(guī)規(guī)定轎車行駛時(shí)不能追尾．如兩輛同向行駛的轎車發(fā)生“追尾”．轎車B剎車后由于慣性仍撞到轎車A；觀察轎車A的尾部（如圖乙），說明力能夠改變物體的形狀；此時(shí)對轎車A中的司機(jī)起保護(hù)作用的是汽車頭枕（安全氣囊/汽車頭枕）．
（3）轎車采用四輪鼓式制動(dòng)，有效地減少了制動(dòng)距離．通過測量獲得轎車以不同速度行駛時(shí)對應(yīng)的制動(dòng)距離（即從操縱制動(dòng)剎車到車停下來的距離），數(shù)據(jù)如下表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
速度/（m?s-1）	2	3	4	5	6
制動(dòng)距離/m	0.5	1.13	2.00	3.13	4.50

請?jiān)趫D丙中描點(diǎn)作出s-v²圖象，寫出s和v的定量關(guān)系式s=$\frac{{v}^{2}}{8}$，當(dāng)轎車速度為8m/s時(shí)對應(yīng)的制動(dòng)距離是8m．

Answer 1

分析 （1）知道小轎車的質(zhì)量，利用重力的計(jì)算公式G=mg可以計(jì)算出其受到的重力；在空載時(shí)小轎車對地面的壓力等于重力，知道受力面積，利用公式p=$\frac{F}{S}$求小轎車對地面的壓強(qiáng)；
（2）一切物體在任何時(shí)候都有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)，即一切物體在何情況下都具有慣性；
力可以改變物體的形狀；
汽車從前面發(fā)生撞擊，對人起保護(hù)作用的是安全氣囊；從后面發(fā)生撞擊對人起保護(hù)作用的是汽車頭枕．
（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，先畫點(diǎn)，再連線，第n次實(shí)驗(yàn)，速度v_n，制動(dòng)距離m_n，根據(jù)表中數(shù)據(jù)所反映的規(guī)律列出關(guān)系式，利用此規(guī)律計(jì)算即可．

解答 解：
（1）小轎車受到的重力：G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N．
小轎車對地面的壓力：F=G=1.2×10⁴N，
小轎車與地面的總接觸面積（受力面積）：S=8×10^-3m²．
小轎車對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×10⁶Pa；
（2）一切物體在任何時(shí)候任何情況下都具有慣性，汽車B剎車后由于慣性仍撞到汽車A；
汽車A的尾部向上翹起，說明力能夠改變物體的形狀；
在車輛發(fā)生追尾時(shí)，人體由于慣性會(huì)向后倒，此時(shí)車輛加速或減速的壓力都集中在人體脆弱的頸部和頭部，而頭枕則對此起緩沖作用，保護(hù)人體頭部．
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)圖中先畫點(diǎn)，再描線，注意橫坐標(biāo)為速度的平方，縱坐標(biāo)為距離．如圖所示：

通過對1、2、3、4、5數(shù)據(jù)的分析可知，速度越大制動(dòng)距離越大，即制動(dòng)距離一定與速度有關(guān)，但明顯不是正比關(guān)系．故可想到制動(dòng)距離可能與速度的平方成正比，通過計(jì)算可得$\frac{{2}^{2}}{0.5}$=8，$\frac{{4}^{2}}{2}$=8…，
即速度的平方與制動(dòng)距離的比值為定值，可知制動(dòng)距離確實(shí)與速度的平方成正比，
所以可得s=$\frac{{v}^{2}}{8}$；
則當(dāng)轎車速度為8m/s時(shí)，對應(yīng)的制動(dòng)距離s′=$\frac{{（8m/s）}^{2}}{8}$=8m．
故答案為：（1）1.5×10⁶；（2）慣性；形狀；汽車頭枕；
（3）見上圖；$\frac{{v}^{2}}{8}$； 8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓力和壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，計(jì)算過程要注意單位的換算．還涉及到慣性、力的作用效果等，要熟練掌握相關(guān)的知識(shí)，會(huì)應(yīng)用它解決生活中的實(shí)際問題，知道物理知識(shí)與生活息息相關(guān)．