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，大橋全長6587米．設(shè)計時速每小時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的前排副駕座位上通過大橋，感覺大橋的斜拉塔“撲面而來”，此時所選的參照物是自己乘坐的汽車．若該小汽車6分鐘通過大橋，請通過計算說明該車通過濱河大橋時是否超速．
（2）根據(jù)大橋設(shè)計，過橋車輛對橋面的壓強(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，如果每個車輪與路面的接觸面積為200cm²．請你計算允許該貨車通過濱河大橋載貨的最大質(zhì)量是多少千克．（g取10N/kg）
（3）現(xiàn)在轎車都采用流線型設(shè)計（如圖2所示），這種設(shè)計在減小空氣阻力、提高車速的同時也產(chǎn)生了新的問題：轎車高速行駛時，常常有“漂”的潛在危險．請你簡要說明汽車高速行駛時“漂”的原因．

Answer 1

分析 （1）判斷物體的運(yùn)動和靜止時，關(guān)鍵看相對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，可求出貨車的最大總重力，再進(jìn)一步求出總質(zhì)量，減去貨車自身的質(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，可解釋轎車發(fā)“漂”的原因．

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

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