Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．仔細(xì)觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中的許多現(xiàn)象都與物理知識(shí)有關(guān)，請(qǐng)你用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)解答下面的問(wèn)題：

（1）小汽車的外形設(shè)計(jì)成流線型（如圖所示），當(dāng)小汽車在水平路面上高速行駛時(shí)對(duì)路面的壓力比靜止時(shí)

 

（選填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是

 

．
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，缸體的溫度很高，為確保發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，需對(duì)缸體進(jìn)行冷卻．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用水作為冷卻劑，這主要利用了水的

 

的特性．若汽車的水箱中裝有10kg水，當(dāng)水溫升高50℃時(shí)吸收的熱量是

 

J[c_水=4.2×10³J/（kg?℃）]．
（3）你還發(fā)現(xiàn)小汽車的哪些設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中的哪些現(xiàn)象與物理知識(shí)有關(guān)？試舉一例（要求寫(xiě)出設(shè)計(jì)或現(xiàn)象，以及所涉及的物理知識(shí)）．?
示例：設(shè)計(jì)或現(xiàn)象：高速行駛的汽車急剎車后還要滑行一段距離．?
涉及的物理知識(shí)：物體具有慣性．?
設(shè)計(jì)或現(xiàn)象：

 

．
涉及的物理知識(shí)：

 

．
（4）“五?一”期間，小明一家開(kāi)車外出旅游，途中看到如圖所示的限速牌．小明用了10min的時(shí)間通過(guò)了這段10km長(zhǎng)的限速路段，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算說(shuō)明他超速了嗎？近期，我國(guó)又加大了對(duì)超速和酒后駕車的查處力度．請(qǐng)你寫(xiě)一句相關(guān)的警示語(yǔ)，以提醒司機(jī)朋友一定要按交通法規(guī)駕車．

（5）下圖為某小汽車測(cè)定油箱內(nèi)油量的電路原理圖．

其中：Rx為壓力傳感器，它的電阻值隨受到壓力的變化而變化，阻值隨壓力變化的關(guān)系如圖所示；表A為油量表，它實(shí)質(zhì)是一只電流表，油箱內(nèi)油量的變化通過(guò)電流表示數(shù)的變化顯示出來(lái)； R₀是阻值為5Ω的定值電阻；電源電壓恒為15V；油箱位于壓力傳感器Rx上，空油箱重50N．若電流表的量程為0_～0.6A，該油箱加滿油時(shí)，指針恰好指示最大刻度，求：

①此時(shí)，R₀兩端的電壓是多少？R_x的阻值是多少？
②油箱最多能儲(chǔ)油多少升？（1升=1dm³）（取g=10N/kg、ρ_汽油=0.7×10³kg/m³）
（6）小汽車給人們帶來(lái)諸多方便，但也造成了一些負(fù)面影響，如能源消耗、尾氣污染、噪聲污染、交通阻塞等．請(qǐng)你從可持續(xù)發(fā)展的角度，就如何減小汽車的負(fù)面影響，提出一條合理化建議：

 

．

Answer 1

分析：（1）車子靜止在水平面上，車子對(duì)路面的壓力等于重力．當(dāng)流線型的車子快速行駛時(shí)，產(chǎn)生升力，車子對(duì)地面壓力減�。�
（2）比熱容大的物體，在吸收或放出相同熱量時(shí)，溫度變化不大．
（3）一切物體都有慣性，我們?cè)谏�活中可以利用慣性，但也要注意防止慣性．
（4）已知行駛的路程和時(shí)間，根據(jù)速度的計(jì)算公式v=

s

t

即可求出行駛的速度．
（5）掌握串聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)（串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電路的電壓的和）和歐姆定律I=

U

R

及密度公式ρ=

m

v

的應(yīng)用是解決此題的關(guān)鍵．
（6）從節(jié)約能源、減少污染等方面考慮即可．

解答：解：（1）如圖，小汽車外型是流線型，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過(guò)上方的路程比下方路程長(zhǎng)，流速大，壓強(qiáng)小，汽車在壓強(qiáng)差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對(duì)路面的壓力減小，小于汽車的重力．
故答案為：減��；因?yàn)樾∑�車外型是流線型，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，車身上方空氣流速大，壓強(qiáng)小，小汽車受到了一個(gè)向上的升力，減小了小汽車對(duì)地面的壓力．
（2）水的比熱容大，它在吸收大量熱量時(shí)，溫度可以保持在一個(gè)比較低的狀態(tài)，這樣就可以使水的溫度始終低于發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度，起到很好的冷卻效果．
若汽車的水箱中裝有10kg水，當(dāng)水溫升高50℃時(shí)吸收的熱量：
Q_吸=c_水mt=4.2×10³J/（kg?℃）?10kg?50℃=2.1×10⁶J．
故答案為：比熱容比較大，2.1×10⁶．
（3）汽車如果剎車時(shí)，人具有慣性，會(huì)保持原來(lái)的速度向車窗沖去，故為了防止這種現(xiàn)象，人要系安全帶．
故答案為：小汽車的司機(jī)和前排的乘客必須使用安全帶，物體具有慣性．
（4）∵s=10km，t=10min=

1

6

h．
∴小明開(kāi)車的速度為：
v=

s

t

=

10km

1 6 h

=60km/h．
∵60km/h＞40km/h
∴小明超速了．
警示語(yǔ)：為了你和他人的安全，飲酒不開(kāi)車，開(kāi)車不飲酒．
（5）①R₀兩端的電壓：U₀=IR₀=0.6A×5Ω=3V．
R_x兩端的電壓：U_x=U-U₀=15V-3V=12V．
R_x的阻值：R_x=

U x

I

=

12V

0.6A

=20Ω．
答：R₀兩端的電壓是3V，Rx的阻值是20Ω．
②由圖象可知，R_x=20Ω時(shí)，壓力傳感器受到的壓力F=400N．
油箱內(nèi)油的重力：G_油=F-G_箱=400N-50N=350N．
油箱內(nèi)油的質(zhì)量：
∵G_油=m_油g，
∴m_油=

G油

g

=

350N

10N/kg

=35kg．
油箱內(nèi)最多儲(chǔ)存的油：
∵m_油=ρ_汽油V_油，
∴V_油=

m油

ρ汽油

=

35kg

0.7×103kg/m3

=50×10^-3m³=50L．
答：油箱最多能儲(chǔ)油50L．
（6）與開(kāi)小汽車相比，騎自行車、步行、乘公交車出行能節(jié)約能源，減少污染．
故答案為：盡量騎自行車、步行、乘公交車出行．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生的全面知識(shí)，需要掌握慣性、比熱容、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、密度公式的應(yīng)用、歐姆定律的應(yīng)用、速度的計(jì)算等物理知識(shí)，并和生活現(xiàn)象進(jìn)行聯(lián)系才能解答．