Question

5．隨著人們生活水平不斷提高，小龍家最近也買了輛轎車．

（1）如圖甲所示，轎車在高速行駛時(shí)會(huì)有“飄”的感覺(jué)，其依據(jù)的物理原理是車身上方空氣流速快、壓強(qiáng)小，下方空氣流速慢、壓強(qiáng)大，形成向上的升力；當(dāng)轎車遇到阻礙緊急剎車時(shí)，車上的乘客會(huì)因慣性而向前（前/后）傾倒，所以乘客必須系好安全帶．
（2）經(jīng)過(guò)加油站時(shí)，小明聞到汽油味，這是因?yàn)槠�油分子在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，隨著氣溫的升高，汽油的密度將會(huì)變小（變大/變小/不變）．
（3）若該空車重為1.8×10⁴N，每個(gè)車輪與地面接觸面積為1dm²，駕駛員及隨身物品總質(zhì)量為200kg，則該車靜止對(duì)地面的壓強(qiáng)5×10⁵Pa．
（4）若轎車以90kW的恒定功率啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則經(jīng)過(guò)10s轎車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是9×10⁵J，當(dāng)牽引力為3×10³N時(shí)轎車能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)．

Answer 1

分析 （1）從流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的解答解釋轎車高速行駛時(shí)為什么會(huì)有“飄”的感覺(jué)；從慣性的角度解釋為什么剎車時(shí)乘客會(huì)傾倒；
（2）從分子熱運(yùn)動(dòng)的角度來(lái)解釋汽油味的產(chǎn)生，并知識(shí)溫度越高，物體熱脹冷縮，密度變小；
（3）求出車和人、物品的總重力，得到壓力，再利用壓強(qiáng)的公式p=$\frac{F}{S}$計(jì)算車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（4）根據(jù)公式W=Pt可計(jì)算轎車10秒所做的功，同時(shí)從圖象中找出汽車勻速行駛時(shí)的速度，再由公式P=Fv的變形求出牽引力的大�。�

解答 解：（1）轎車是車身呈流線型，高速行駛時(shí)，上方空氣流速快、壓強(qiáng)小，下方空氣流速慢、壓強(qiáng)大，形成向上的升力，所以轎車在高速行駛時(shí)會(huì)有“飄”的感覺(jué)；
當(dāng)轎車遇到阻礙緊急剎車時(shí)，車上的乘客會(huì)因慣性仍保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，所以會(huì)向前傾倒，所以乘客必須系好安全帶．
（2）經(jīng)過(guò)加油站時(shí)，聞到汽油味，這是因?yàn)槠�油分子在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，隨著氣溫的升高，汽油的體積會(huì)有一定程度的膨脹，所以密度將會(huì)變�。�
（3）駕駛員及隨身物品總質(zhì)量為200kg，
則其重力G=m_人+物g=200kg×10N/kg=2000N，
車、人和物品的總重力：G_總=1.8×10⁴N+2000N=2×10⁴N，
車輪與地面的總接觸面積為：S=4×1dm²=4×10^-2m²，
該車靜止對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=5×10⁵Pa．
（4）經(jīng)過(guò)10s轎車發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功是：W=Pt=9×10⁴W×10s=9×10⁵J．
由圖可知轎車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，v=30m/s，
由公式P=Fv可得，
牽引力F=$\frac{P}{v}$=$\frac{9×1{0}^{4}W}{30m/s}$=3×10³N，
因?yàn)檗I車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，
所以當(dāng)牽引力為3×10³N時(shí)轎車能保持勻速直線運(yùn)動(dòng)．
故答案為：（1）車身上方空氣流速快、壓強(qiáng)小，下方空氣流速慢、壓強(qiáng)大，形成向上的升力；慣性；前．
（2）汽油分子在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)；變�。�
（3）5×10⁵；
（4）9×10⁵；3×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題中有壓強(qiáng)的計(jì)算、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、功的計(jì)算、功率公式的運(yùn)用、分子熱運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象等，綜合性強(qiáng)，需要我們對(duì)相關(guān)知識(shí)有一個(gè)熟練的掌握并能靈活運(yùn)用．