Question

小明家新買(mǎi)了一輛小汽車(chē)，如圖所示，小明坐著這輛汽車(chē)勻速行駛144km，用時(shí)2h．請(qǐng)根據(jù)下表提供的信息，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解答下列問(wèn)題．（g取10N/kg）

汽車(chē)質(zhì)量/kg	1500
靜止時(shí)一個(gè)輪胎與地接觸面積/cm2	150
發(fā)動(dòng)機(jī)功率/kW	23

（1）汽車(chē)（空載）靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力和壓強(qiáng)各多大？
（2）汽車(chē)勻速行駛時(shí)所受的牽引力是多大？
（3）觀察小汽車(chē)的外型，判斷小汽車(chē)在水平路面高速行駛和靜止時(shí)，對(duì)地面壓力哪一個(gè)大？為什么？

Answer 1

分析：（1）靜止在水平面上的物體對(duì)地面的壓力等于其重力；再利用P=

F

S

求得對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）已知汽車(chē)的功率和行駛的速度，根據(jù)公式P=Fv可求汽車(chē)勻速行駛時(shí)所受的牽引力；
（3）空氣流速大的地方氣壓小，流速大的地方壓強(qiáng)小，對(duì)汽車(chē)受力分析得出結(jié)論．

解答：解：（1）小汽車(chē)對(duì)地面的壓力為
F=G=mg=1500Kg×10N/kg=1.5×10⁴N
小汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)為
P=

F

S

=

1.5×104N

4×150×10-4m2

=2.5×10⁵Pa
（2）小汽車(chē)的速度為
v=

s

t

=

144km

2h

=72km/h=20m/s
由P=Fv得小汽車(chē)勻速行駛時(shí)所受的牽引力為
F=

P

v

=

23×103W

20m/s

=1.15×10³N．
（3）車(chē)是流線型設(shè)計(jì)，車(chē)高速行駛時(shí)，車(chē)上部的空氣流速度較快，壓強(qiáng)��；車(chē)底部的空氣流速小，壓強(qiáng)大，空氣對(duì)車(chē)的壓力的合力向上，產(chǎn)生向上升的力，使車(chē)對(duì)對(duì)地壓力小于自身重力；車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于車(chē)的自身重力．所以靜止時(shí)車(chē)對(duì)地面的壓力大．
答：（1）汽車(chē)（空載）靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓力為1.5×10⁴N壓強(qiáng)為2.5×10⁵Pa；
（2）汽車(chē)勻速行駛時(shí)所受的牽引力是1.15×10³N．
（3）靜止時(shí)車(chē)對(duì)地面的壓力大；因?yàn)楦咚傩旭倳r(shí)汽車(chē)的構(gòu)造使上部空氣流速較快，壓強(qiáng)小，從而產(chǎn)生向上升的力，對(duì)地壓力小于自身重力．

點(diǎn)評(píng)：本題考查速度、牽引力、等的計(jì)算，主要是公式及其變形的靈活運(yùn)用，同時(shí)也涉及到了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系．涉及的面很廣，是一道很好的綜合性題目．