15.如圖所示是某次車展上展示的一款跑車,其部分技術(shù)參數(shù)如表格所示:
 凈質(zhì)量m 1260kg
 靜止時(shí)輪胎與地面接觸總面積S 0.15m2
 百公里加速耗時(shí)t 2.9s
 最大速度vm 341km/h
 沿水平路面以最大速度勻速行駛時(shí)的總阻力f 5.7×103N
根據(jù)以上信息,完成下列問題:
(1)該跑車?吭谒铰访鏁r(shí),輪胎對(duì)路面的壓強(qiáng)P為多少?
(2)該跑車沿水平路面以最大速度勻速行駛的過程中,所需要向前的牽引力F為多少?
(3)觀察該跑車的外型,試判斷在沿水平路面以最大速度勻速行駛的過程中,該跑車對(duì)地面的壓力N和跑車重力G的大小關(guān)系(不考慮乘客重力),并簡述你的判斷理由.

分析 (1)該跑車?吭谒铰访鏁r(shí),輪胎對(duì)路面的壓力和車的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出其大小,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出輪胎對(duì)路面的壓強(qiáng);
(2)該跑車沿水平路面以最大速度勻速行駛的過程中處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,二力大小相等;
(3)根據(jù)空氣的流速越大,壓強(qiáng)會(huì)越小的思路進(jìn)行分析,比較車身上方和下方空氣流速,流速大的位置壓強(qiáng)反而越小,從而會(huì)受到空氣的作用力.

解答 解:(1)該跑車?吭谒铰访鏁r(shí),輪胎對(duì)路面的壓力:
F=G=mg=1260kg×10N/kg=1.26×104N,
輪胎對(duì)路面的壓強(qiáng):
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.26×1{0}^{4}N}{0.15{m}^{2}}$=8.4×104Pa;
(2)該跑車沿水平路面以最大速度勻速行駛的過程中處于平衡狀態(tài),受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力,
則所需要向前的牽引力:
F=f=5.7×103N;
(3)車是流線型設(shè)計(jì),車高速行駛時(shí),車上部的空氣流速度較快,壓強(qiáng);車底部的空氣流速小,壓強(qiáng)大,空氣對(duì)車的壓力的合力向上,產(chǎn)生向上升的力,使車對(duì)地壓力小于自身重力.
答:(1)該跑車?吭谒铰访鏁r(shí),輪胎對(duì)路面的壓強(qiáng)為8.4×104Pa;
(2)該跑車沿水平路面以最大速度勻速行駛的過程中,所需要向前的牽引力為5.7×103N;
(3)壓力N小于重力G,原因是汽車上下表面流速差引起的空氣壓強(qiáng)差,形成一個(gè)向上的作用力.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)的計(jì)算和二力平衡條件的應(yīng)用以及流速與壓強(qiáng)的關(guān)系,要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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B.網(wǎng)球與球拍撞擊時(shí),球拍有形變而具有彈性勢(shì)能
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