Question

14．江夏某中學的小明同學家購買了一輛如圖所示的小轎車，小轎車質(zhì)量是1.5t，輪胎和地面的接觸的總面積是400cm²，“五一”小明自駕出省游玩，（g=10N/kg）
（1）在圖中畫出小轎車勻速直線行駛時水平方向所受力的示意圖．若小明家的小轎車在平直的高速公路上以100km/h的速度行駛?cè)鐖D所示，小轎車受到的阻力為車重的0.03 倍，則小轎車所受牽引力為450N；
（2）若考慮周圍空氣對它的影響，小轎車運動時對地面的壓力小于靜止時對地面的壓力（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（3）靜止的小轎車對地面的壓強多大？

Answer 1

分析 （1）小轎車勻速直線行駛時，水平方向受到的阻力和牽引力是一對平衡力，作用點在重心上，據(jù)此作出水平方向所受力的示意圖；根據(jù)題意求出小轎車受到的阻力，根據(jù)二力平衡條件求出受到的牽引力；
（2）汽車高速行駛時，由于汽車的向上凸的流線型結(jié)構(gòu)使汽車上方空氣的流速大于下方空氣的流速，根據(jù)流速與壓強的關(guān)系判斷上方壓強和下方壓強的關(guān)系，進一步判斷對地面壓力的變化；
（3）靜止的小轎車對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強．

解答 解：（1）小轎車勻速直線行駛時，水平方向受到的阻力和牽引力是一對平衡力，作用點在重心上，示意圖如下圖所示：

因小轎車受到的阻力為車重的0.03倍，且阻力和牽引力是一對平衡力，二力大小相等，
所以，小轎車所受牽引力：
F=f=0.03G=0.03mg=0.03×1.5×10³kg×10N/kg=450N；
（2）小汽車在水平路面上靜止時，對地面的壓力等于其重力；
小汽車的形狀上面凸起，下面平直，在水平路面上高速行駛時，流過上方的空氣流速快，
下方的流速慢，上方的壓強小，下方的壓強大，產(chǎn)生向上的壓力差，減小對地面的壓力；
所以，小轎車運動時對地面的壓力小于靜止時對地面的壓力；
（3）靜止的小轎車對地面的壓力：
F_壓=G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N，
對地面的壓強：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}N}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=3.75×10⁵Pa．
答：（1）受力的示意圖如上圖所示；450；
（2）小于；
（3）靜止的小轎車對地面的壓強為3.75×10⁵Pa．

點評 本題考查了力的示意圖、二力平衡條件、重力公式、壓強公式及流速與壓強關(guān)系的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等以及升力產(chǎn)生的原因．