Question

下表是某輛四輪轎車的部分?jǐn)?shù)據(jù)

轎車的基本參數(shù)		氙氣大燈的技術(shù)參數(shù)
車身質(zhì)量（千克）	1900	額定電壓（伏）	12
長/寬/高（毫米）	5175/1899/1480	耗電功率（瓦）	35
油耗（升/百千米）	7.4	電瓶的技術(shù)參數(shù)
最大輸出功率（千瓦）	150	電壓（伏）	12
最高時(shí)速（千米/小時(shí)）	210	充電時(shí)間（小時(shí)）	20
輪胎寬度（毫米）	200	容量（安?時(shí)間）	50

（1）有些轎車的尾部安裝了導(dǎo)流板，如圖所示．它的作用主要是在轎車高速行駛時(shí)，增加對地面的壓力，提高車輪的抓地性能．則導(dǎo)流板橫截面的形狀是

 

．
（2）該轎車空車停放在水平路面上時(shí)，某同學(xué)測得該轎車輪胎與地面接觸的長度約為50毫米（沿車長的方向）．則此時(shí)該轎車對水平路面的壓強(qiáng)約為多大？
（3）該轎車的頭部裝有兩盞氙氣大燈，若用該轎車上充足電的電瓶給氙氣大燈供電．最多能供氙氣大燈正常工作多長時(shí)間？
（4）該轎車在高速公路上以108千米/時(shí)的速度勻速前進(jìn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為120千瓦，則轎車受到的阻力是多大？

Answer 1

分析：本題主要考查以下幾個(gè)方面的知識(shí)：（1）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系：流速越大，壓強(qiáng)越小；流速越小，壓強(qiáng)大．
（2）固體壓強(qiáng)的計(jì)算：先算出受力面積，再計(jì)算壓力的大小，最后代入公式p=

F

S

進(jìn)行計(jì)算．
（3）電功率的計(jì)算：從數(shù)據(jù)表中找出電池的電壓、電流和充電時(shí)間和疝氣燈的額定功率，先計(jì)算出電池儲(chǔ)存的電能，再求疝氣燈的通電時(shí)間．
（4）機(jī)械功與功率的計(jì)算：先根據(jù)公式W=Fs和p=

W

t

找出牽引力與速度之間的關(guān)系式P=Fv，再根據(jù)平衡力求轎車受到的阻力．

解答：解：（1）流體壓強(qiáng)的特點(diǎn)是：要想增加對地面的壓力，提高車輪的抓地性能．則導(dǎo)流板應(yīng)受到一個(gè)向下的壓強(qiáng)差，也就是必須使導(dǎo)流板下方的空氣流速大，壓強(qiáng)小，因此導(dǎo)流板的下方必須凸起且上方平直．
由上述可知選項(xiàng)A、B、D中的導(dǎo)流板形狀都不符合要求．
故選C．
（2）每個(gè)轎車輪胎的受力面積大小等于：S₁=0.2m×0.05m=0.01m²
轎車輪胎的總受力面積大小等于：S=4S₁=4×0.01m²=0.04m²
轎車對地面的壓力大小等于：F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N
轎車對地面的壓強(qiáng)為：P=

F

S

=

19000N

0.04m2

=4.75×10⁵Pa
（3）電瓶的電能儲(chǔ)存量為：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J
兩盞疝氣燈的總功率為：35W×2=70W
供電時(shí)間為：t=

W

P

=

2.16×106J

70W

=30857s
（4）汽車的行駛速度為：v=108km/h=30m/s
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴F=

P

v

=

120000W

30m/s

=4000N
∵轎車在水平路面上勻速直線行駛，轎車受平衡力的作用．
∴f=F=4000N
答：（1）導(dǎo)流板橫截面的形狀是C．
（2）轎車對水平路面的壓強(qiáng)約為4.75×10⁵Pa．
（3）電瓶最多能供氙氣大燈正常工作30857s．
（4）轎車受到的阻力是4000N．

點(diǎn)評：本題的解題關(guān)鍵有以下幾點(diǎn)：（1）知曉流體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：流速越大，壓強(qiáng)越小；流速越小，壓強(qiáng)大．（2）正確計(jì)算轎車對地面壓力的受力面積．（3）會(huì)計(jì)算電瓶中的電能儲(chǔ)存量．（4）會(huì)轉(zhuǎn)換牽引力與功率的計(jì)算公式：P=Fv