Question

18．如圖所示是某型號的四輪轎車，車身質(zhì)量是2000kg．
（1）該轎車的尾部安裝了導流板，如圖所示．它的作用主要是在轎車高速行駛時，增加對地面的壓力，提高車輪的抓地性能．則導流板橫截面的形狀是B．
（2）該轎車空車停放在水平路面上時，某同學測得該轎車每個輪胎與地面接觸的面積約為100cm²．則此時該轎車對水平路面的壓強約為多大（g取l0N/kg）？
（3）該轎車在高速公路上以2h的速度勻速前進了216km，發(fā)動機的輸出功率為120kW，則轎受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）要產(chǎn)生向下的壓力，導流板橫截面的形狀就應(yīng)跟客機機翼的形狀相反--上平下凸，使上方的空氣流速小壓強大；
（2）轎車空車停放在水平路面上時對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，受力面積為4個輪胎與地面接觸的面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出該轎車對水平路面的壓強；
（3）知道轎車勻速行駛的時間和前進的路程，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$求出行駛的速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出受到的牽引力，然后根據(jù)二力平衡條件求出受到的阻力．

解答 解：（1）要增加轎車對地面的壓力，提高車輪的抓地性能，就要使轎車高速行駛時，導流板上方的空氣流速小壓強大，下方的空氣流速大壓強小，即上方平直下方凸起，產(chǎn)生一個向下的壓強差；
（2）轎車對水平路面的壓力：
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×10⁴N，
車輪與地面的接觸面積為：
S=4S₁=4×100cm³=400cm²=0.04m²，
轎車對水平路面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.04{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）轎車勻速行駛的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{216km}{2h}$=108km/h=30m/s，
由P=Fv可得，轎車受到的牽引力：
F_牽=$\frac{P}{v}$=$\frac{120×1{0}^{3}W}{30m/s}$=4000N，
因轎車勻速行駛受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
所以，轎車受到的阻力：
f=F_牽=4000N．
答：（1）B；
（2）該轎車空車停放在水平路面上時，對水平路面的壓強約為5×10⁵Pa；
（3）轎受到的阻力是4000N．

點評 本題通過生活中一個具體實例，考查了多方面的物理知識，要求學生對所學的知識熟練掌握并能學以致用．注意在進行計算時，看清題目中所給的條件，單位要統(tǒng)一．