Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設計和使用過程中的許多現(xiàn)象都與物理知識有關(guān)，請你用學過的物理知識解答下面的問題：

（1）小汽車的外形設計成流線型（如圖1所示），當小汽車在水平路面上高速行駛時對路面的壓力比靜止時

小

（選填“大”、“小”或“不變”），其原因是

空氣流動速度越大壓強越小，導致空氣對車產(chǎn)生向上的壓力差

．
（2）擋風玻璃傾斜安裝不僅可以減少空氣阻力，更重要的作用是

使各種反射光旁射，提高行車的安全性

．
（3）交通法規(guī)規(guī)定小汽車司機必須佩帶安全帶，目的是

減小因慣性而給人們帶來的危害

．
（4）如圖2所示，是小汽車內(nèi)四沖程汽油機工作的部分沖程示意圖，其中

甲

圖是做過沖程，若汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，則1秒內(nèi)汽油機對外做

10

次功．

Answer 1

分析：（1）車子靜止在水平面上，車子對路面的壓力等于重力；當流線型的車子快速行駛時，產(chǎn)生升力，車子對地面壓力減��；
（2）根據(jù)光的反射定律和平面鏡成像的特點分析可知擋風玻璃相當于平面鏡，會使物體通過擋風玻璃成像，反映到司機的視野里，使司機分辨不清前方景物的虛實；
（3）根據(jù)慣性定律進行分析，即任何物體都有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)；
（4）在壓縮沖程末、做功沖程初，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功．在這個過程中，燃氣推動活塞做功，內(nèi)能減少，溫度降低，燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能；
四沖程汽油機的四個沖程為一個工作循環(huán)，一個工作循環(huán)中只有做功沖程對外做功，活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周．先根據(jù)汽油機的轉(zhuǎn)速求出1s內(nèi)汽油機曲軸的轉(zhuǎn)動圈數(shù)，然后求出1s內(nèi)汽油機對外做功的次數(shù)．

解答：解：（1）如圖，小汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，相同時間內(nèi)，空氣經(jīng)過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強小，汽車在壓強差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（2）晚上行車需要開前大燈，這時根據(jù)光的反射定律，燈光會被迎面駛來汽車的擋風玻璃反射回來，耀眼的光亮將使司機睜不開眼；如果后面有車趕上來，那么后面車上的燈光也會通過豎直安裝的擋風玻璃形成明亮的虛像，妨礙司機的觀察；車內(nèi)開燈照明時，來自車內(nèi)人、物的光線都會通過擋風玻璃反映到司機的視野里，使司機分辨不清前方的景物．可見，豎直安裝的擋風玻璃，在晚間行車時會使反射光嚴重地干擾司機觀察，以致釀成車禍．為此，汽車的設計師們運用光的反射定律，巧妙地將擋風玻璃傾斜安裝，使各種反射光旁射，從而大大地提高了行車的安全性能．
（3）因為駕駛員和車一起運動，當車突然剎車時，人由于慣性還要保持原來的運動狀態(tài)，如果沒有使用安全帶會由于慣性是自己的頭部撞在方向盤上，所以駕駛員必須使用安全帶；
（4）由題中甲圖可知：兩氣門關(guān)閉、活塞下移，是做功沖程，乙圖：進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞下移是吸氣沖程；
汽油機的轉(zhuǎn)速為1200r/min，說明1s內(nèi)汽油機曲軸的轉(zhuǎn)動次數(shù)等于20．一個工作循環(huán)中，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，1s內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)動20次，對外做功10次
故答案為：
（1）��；空氣流動速度越大壓強越小，導致空氣對車產(chǎn)生向上的壓力差；
（2）使各種反射光旁射，提高行車的安全性；
（3）減小因慣性而給人們帶來的危害；
（4）甲；10．

點評：本題考查（1）流體壓強與流速的關(guān)系，關(guān)鍵知道流體流速越快，產(chǎn)生的壓強越�。�
（2）學生根據(jù)光的反射定律和平面鏡成像特點分析實際問題的能力．
（3）知道任何物體都具有慣性，會用慣性知識解釋相關(guān)現(xiàn)象．
（4）內(nèi)燃機四個沖程的判斷、做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化，以及內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速的計算．在四沖程汽油機中，一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，對外做功一次，這個知識是平常學習中比較容易忽視的，需要引起注意．