Question

9．小明的爸爸新買(mǎi)了一輛小汽車(chē)，如圖1所示，今年“五•一”期間，爸爸開(kāi)車(chē)帶著小明出去旅游．汽車(chē)（包括車(chē)上的人和物品）質(zhì)量為1.8×10³kg，車(chē)輪與地面的總接觸面積為0.09m²，當(dāng)汽車(chē)以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)，勻速行駛時(shí)所受阻力為1000N．求：

（1）當(dāng)汽車(chē)以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)牽引力是多大？
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)？
（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？
（4）汽車(chē)以汽油做為燃料，如圖2四幅圖片表示的是汽油機(jī)工程過(guò)程中的4個(gè)沖程，在汽車(chē)行駛中能給汽車(chē)提供動(dòng)力的是如圖2中的哪一個(gè)C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡知識(shí)進(jìn)行分析解答．
（2）已知汽車(chē)的質(zhì)量，利用G=mg可以得到汽車(chē)的重力，也就是對(duì)地面的壓力；已知對(duì)地面的壓力和接觸面積，利用p=$\frac{F}{S}$就能計(jì)算出汽車(chē)對(duì)地面的壓強(qiáng)．
（3）靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)自身的重力，高速行駛時(shí)，根據(jù)流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系即可解釋這個(gè)問(wèn)題．
（4）判斷汽油機(jī)的四個(gè)沖程，先看進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的關(guān)閉情況，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)的是吸氣沖程，排氣門(mén)打開(kāi)的是排氣沖程，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉的是壓縮沖程或者做功沖程；活塞上行為壓縮沖程和排氣沖程；活塞下行為吸氣沖程和做功沖程．

解答 解：（1）由于汽車(chē)在平直路面上勻速行駛，
所以汽車(chē)處于平衡狀態(tài)，故牽引力等于阻力，即F=f=1000N；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓力：F=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.09{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（3）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于汽車(chē)自身的重力；根據(jù)小汽車(chē)的外形可知，當(dāng)小汽車(chē)高速行駛時(shí)，汽車(chē)上方的空氣流速大于下方的空氣流速，所以上方的壓強(qiáng)小于下方的壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生向上的壓力差，減小了對(duì)地面的壓力，故小汽車(chē)在水平路面靜止時(shí)對(duì)地面壓力大；
（4）在汽車(chē)行駛中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能給汽車(chē)提供動(dòng)力的是做功沖程；由圖2知，C圖氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)行，氣缸容積增大，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故選C．
答：（1）當(dāng)汽車(chē)以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)牽引力是1000N；
（2）汽車(chē)靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)是2×10⁵Pa；
（3）小汽車(chē)在水平路面靜止時(shí)對(duì)地面壓力大；根據(jù)小汽車(chē)的外形可知，當(dāng)小汽車(chē)高速行駛時(shí)，汽車(chē)上方的空氣流速大于下方的空氣流速，所以上方的壓強(qiáng)小于下方的壓強(qiáng)，從而產(chǎn)生向上的壓力差，減小了對(duì)地面的壓力；
（4）在汽車(chē)行駛中能給汽車(chē)提供動(dòng)力的是圖2中的C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了平衡力的辨別、壓強(qiáng)的計(jì)算及流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系等知識(shí)，涉及內(nèi)容較多，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，并結(jié)合相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析解答．