Question

17．如圖1所示，銀川濱河黃河大橋2016年4月28日正式通車(chē)，大橋全長(zhǎng)6587米．設(shè)計(jì)時(shí)速每小時(shí)80公里，該橋最大跨度為218米，是目前世界上最大跨度的多塔連跨鋼混折疊合梁自錨式懸索橋．

（1）小明坐在一輛小汽車(chē)的前排副駕座位上通過(guò)大橋，感覺(jué)大橋的斜拉塔“撲面而來(lái)”，此時(shí)所選的參照物是自己乘坐的汽車(chē)．若該小汽車(chē)6分鐘通過(guò)大橋，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該車(chē)通過(guò)濱河大橋時(shí)是否超速．
（2）根據(jù)大橋設(shè)計(jì)，過(guò)橋車(chē)輛對(duì)橋面的壓強(qiáng)一般應(yīng)控制在8×10⁵Pa以下，有一輛質(zhì)量為2000千克的6輪輕型貨車(chē)，如果每個(gè)車(chē)輪與路面的接觸面積為200cm²．請(qǐng)你計(jì)算允許該貨車(chē)通過(guò)濱河大橋載貨的最大質(zhì)量是多少千克．（g取10N/kg）
（3）現(xiàn)在轎車(chē)都采用流線型設(shè)計(jì)（如圖2所示），這種設(shè)計(jì)在減小空氣阻力、提高車(chē)速的同時(shí)也產(chǎn)生了新的問(wèn)題：轎車(chē)高速行駛時(shí)，常常有“漂”的潛在危險(xiǎn)．請(qǐng)你簡(jiǎn)要說(shuō)明汽車(chē)高速行駛時(shí)“漂”的原因．

Answer 1

分析 （1）判斷物體的運(yùn)動(dòng)和靜止時(shí)，關(guān)鍵看相對(duì)于參照物的位置是否發(fā)生改變；利用速度的公式可直接計(jì)算其速度，并判斷是否超速；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)和受力面積，可求出貨車(chē)的最大總重力，再進(jìn)一步求出總質(zhì)量，減去貨車(chē)自身的質(zhì)量，即是最大的載貨質(zhì)量；
（3）從流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的角度，可解釋轎車(chē)發(fā)“漂”的原因．

解答 解：（1）感覺(jué)大橋的斜拉塔“撲面而來(lái)”，說(shuō)明大橋相對(duì)于人或汽車(chē)是運(yùn)動(dòng)的，因此他所選的參照物是自己或自己乘坐的汽車(chē)；
汽車(chē)的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6.587km}{\frac{1}{10}h}$=65.87km/h＜80km/h，所以沒(méi)有超速；
（2）由公式p=$\frac{F}{S}$得，
貨車(chē)的最大總重力：G=F=pS=8×10⁵Pa×200×10^-4m²×6=96000N，
貨車(chē)的最大總質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{96000N}{10N/kg}$=9600kg，
貨車(chē)載貨的最大質(zhì)量為：m_貨=9600kg-2000kg=7600kg．
（3）車(chē)為當(dāng)轎車(chē)高速行駛時(shí)，轎車(chē)上方空氣流速快，壓強(qiáng)小，轎車(chē)下方空氣流速慢，壓強(qiáng)大，產(chǎn)生向上的升力．所以轎車(chē)速度越快，這個(gè)升力就越大，車(chē)對(duì)地面的壓力就越小，摩擦力就越小，轎車(chē)就會(huì)發(fā)“漂”．
故答案為：（1）自己乘坐的汽車(chē)（或自己）；汽車(chē)沒(méi)有超速；
（2）允許該貨車(chē)通過(guò)濱河大橋載貨的最大質(zhì)量是7600kg；
（3）轎車(chē)高速行駛時(shí)，轎車(chē)上方空氣流速快，壓強(qiáng)小，轎車(chē)下方空氣流速慢，壓強(qiáng)大，產(chǎn)生向上的升力．轎車(chē)速度越快，這個(gè)升力就越大，車(chē)對(duì)地面的壓力就越小，轎車(chē)就會(huì)發(fā)“漂”．

點(diǎn)評(píng) 在本題中，既考查了運(yùn)動(dòng)與靜止的判斷，又考查了壓強(qiáng)公式及其計(jì)算，同時(shí)還考查了流體壓強(qiáng)與流速關(guān)系的運(yùn)用，綜合性強(qiáng)，難度適中．