Question

2．如圖所示，質(zhì)量為1200kg的小轎車(chē)，四個(gè)輪胎與地面的總接觸面積為800cm²．（g取10N/kg）求：
（1）小轎車(chē)輪胎上的花紋是為了增大摩擦力．
（2）小轎車(chē)靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少帕？
（3）小汽車(chē)在水平路面靜止時(shí)對(duì)地面的壓力為F₁，高速行駛時(shí)對(duì)地面的壓力為F₂．觀察小轎車(chē)的外形，比較F₁和F₂大��？并請(qǐng)用所學(xué)過(guò)的物理知識(shí)分析其原因．

Answer 1

分析 （1）摩擦力大小跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān)，壓力一定時(shí)，接觸面越粗糙，摩擦力越大；
（2）小轎車(chē)靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，再根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）汽車(chē)高速行駛時(shí)，由于汽車(chē)的向上凸的流線型結(jié)構(gòu)使汽車(chē)上方空氣的流速大于下方空氣的流速，根據(jù)流速與壓強(qiáng)的關(guān)系判斷上方壓強(qiáng)和下方壓強(qiáng)的關(guān)系，進(jìn)一步判斷對(duì)地面壓力的變化．

解答 解：（1）汽車(chē)輪胎上有凹凸不平的花紋是為了使接觸面更粗糙，是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦力的；
（2）小轎車(chē)靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{800×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（3）小汽車(chē)的形狀上面凸起，下面平直，在水平路面上高速行駛時(shí)，
流過(guò)上方的空氣流速快，下方的流速慢，上方的壓強(qiáng)小，下方的壓強(qiáng)大，
產(chǎn)生向上的壓力差，減小對(duì)地面的壓力，即F₁＞F₂．
答：（1）摩擦力；
（2）小轎車(chē)靜止在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是1.5×10⁵Pa；
（3）F₁＞F₂；因?yàn)樾∑��?chē)高速行駛時(shí)車(chē)身上方空氣流速較大，壓強(qiáng)較小，小汽車(chē)受到了一個(gè)向上的升力，所以減輕了小汽車(chē)對(duì)地面的壓力．

點(diǎn)評(píng) 本題通過(guò)生活中一個(gè)具體實(shí)例，考查了增大摩擦力的方法、壓強(qiáng)的計(jì)算、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，要求學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)熟練掌握并能學(xué)以致用，計(jì)算過(guò)程要注意單位的換算．