Question

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
靜止時輪胎與地面接觸總面積S	0.15m2
百公里加速耗時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�平路面時，輪胎對路面的壓強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．

Answer 1

分析 （1）該跑車�？吭谒�平路面時，輪胎對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=$\frac{F}{S}$求出輪胎對路面的壓強；
（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平衡力，二力大小相等；
（3）根據(jù)空氣的流速越大，壓強會越小的思路進行分析，比較車身上方和下方空氣流速，流速大的位置壓強反而越小，從而會受到空氣的作用力．

解答 解：（1）該跑車�？吭谒�平路面時，輪胎對路面的壓力：
F_壓=G=mg=1260kg×10N/kg=1.26×10⁴N，
輪胎對路面的壓強：
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，車高速行駛時，車上部的空氣流速度較快，壓強��；車底部的空氣流速小，壓強大，空氣對車的壓力的合力向上，產(chǎn)生向上升的力，使車對地壓力小于自身重力．
答：（1）該跑車停靠在水平路面時，輪胎對路面的壓強為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差，形成一個向上的作用力．

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