Question

（2013?江都市二模）小明家的小汽車如圖甲所示，他查閱了說(shuō)明書上的有關(guān)參數(shù)：

汽車總質(zhì)量    600kg	額定功率  90kW
每個(gè)輪胎與地面的接觸面積  50cm2	百公里耗油量  10L
汽油密度  O.75×103kg/m3	***************

請(qǐng)根據(jù)有關(guān)參數(shù)求解下列問(wèn)題．（g取10N/kg）
（1）小汽車行駛100km，它的耗油量為多少千克？
（2）小汽車靜止在水平路面上時(shí)，它對(duì)路面的壓強(qiáng)多大？
（3）若小汽車以恒定的額定功率啟動(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．則在0-5s時(shí)間內(nèi)，小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了多少功？小汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力多大？
（4）小明觀察到汽車尾部安裝有丙圖所示的裝置，爸爸告訴他這叫氣流偏導(dǎo)器，當(dāng)汽車快速行駛時(shí)，能提高汽車的抓地性能，保證行車安全．小明聽(tīng)后一頭霧水，你能運(yùn)用物理道理幫他解釋清楚嗎？

Answer 1

分析：（1）由表中可知，100km消耗汽油的體積，利用密度公式求消耗的質(zhì)量；
（2）小汽車靜止在水平路面上，對(duì)路面的壓力等于汽車重，求出受力面積（4輪胎與地面的接觸面積），利用壓強(qiáng)公式求汽車對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）由圖中運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系可知轎車在前5s做加速運(yùn)動(dòng)，已知牽引功率和時(shí)間，根據(jù)W=Pt求出轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功；由圖象知在速度達(dá)到30m/s時(shí)，汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以牽引力等于阻力，利用公式F=

P

v

達(dá)到牽引力，也就知道了阻力．
（4）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越��；流速越小，壓強(qiáng)大．

解答：解：（1）消耗汽油體積：V=10L=10×10^-3m³，
∵ρ=

m

V

，
∴m=ρV=O.75×10³kg/m³×10×10^-3m³=7.5kg；
（2）∵小汽車靜止在水平路面上，
∴F=G=mg=600kg×10N/kg=6×10³N，
S=4×50cm²=200cm²=200×10^-4m²，
p=

F

S

=

6000N

200×10-4m2

=3×10⁵Pa；
（3）∵P=

W

t

，
∴轎車發(fā)動(dòng)機(jī)做的功：W=Pt=9×10⁴W×5s=4.5×10⁵J．
當(dāng)轎車速度達(dá)到30m/s時(shí)不再改變，此時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴轎車受到的阻力為f=F=

P

v

=

9×104W

30m/s

=3000N．
（4）要增加轎車對(duì)地面的壓力，提高車輪的抓地性能，就要使轎車高速行駛時(shí)，導(dǎo)流板上方的空氣流速小壓強(qiáng)大，下方的空氣流速大壓強(qiáng)小，即上方平直下方凸起，產(chǎn)生一個(gè)向下的壓強(qiáng)差．
答：（1）小汽車行駛100km，它的耗油量為7.5kg；
（2）小汽車靜止在水平路面上時(shí)，壓強(qiáng)是3×10⁵Pa．
（3）在0-5s時(shí)間內(nèi)，小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做了4.5×10⁵J的功；小汽車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力為3000N．
（4）導(dǎo)流板上方的空氣流速小壓強(qiáng)大，下方的空氣流速大壓強(qiáng)小，即上方平直下方凸起，產(chǎn)生一個(gè)向下的壓強(qiáng)差，提高車輪的抓地性能．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、密度公式、功率公式、二力平衡條件的掌握和運(yùn)用，計(jì)算固體壓強(qiáng)時(shí)，注意受力面積的計(jì)算（四個(gè)輪子與地面的接觸面積），利用好功率推導(dǎo)公式P=Fv計(jì)算．