Question

4．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)過的物理知識(shí)解答下面的問題：

（1）小汽車的外形設(shè)計(jì)成流線型（如圖1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)減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是小汽車外型是流線型，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）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，這主要利用了水的比熱容大的特性．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2.1×10⁶J．
（3）“五•一”期間，小明一家開車外出旅游，從甲地開往乙地的途中，前一半路程中的速度是60Km/h，后一半路程中的速度是40Km/h，求汽車在全程中的平均速度是多大？
（4）圖2為某小汽車測(cè)定油箱內(nèi)油量的電路原理圖．其中：R_x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3所示；表A為油量表，它實(shí)質(zhì)是一只電流表，油箱內(nèi)油量的變化通過電流表示數(shù)的變化顯示出來； 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R_x上，空油箱重50N．若電流表的量程為0-0.6A，該油箱加滿93號(hào)汽油時(shí)，指針恰好指示最大刻度，求：油箱最多能儲(chǔ)油多少升？

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)地面壓力減小．
（2）與其它液體相比，水的比熱最大，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，水吸收的熱量最多．
知道水的質(zhì)量、溫度變化量、水的比熱，根據(jù)Q=cm△t求出水吸收的熱量．
（3）知道路程和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出平均速度．
（4）由圖象讀出傳感器受到的壓力即為油箱和油的重力，然后減去空油箱重即為油重，根據(jù)G=mg求出質(zhì)量，再根據(jù)密度公式求出儲(chǔ)油的體積．

解答 解：（1）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．
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，這些熱量如不及時(shí)帶走會(huì)影響機(jī)器的正常工作．由公式Q=cm△t知，在質(zhì)量和升高的溫度相同時(shí)，與其它液體比較，因?yàn)樗�的比熱最大，所以吸收的熱量最多，冷卻效果最好．故汽車發(fā)動(dòng)機(jī)常用水作為冷卻劑．
水吸收的熱量：
Q_吸=cm△t=4.2×10³J/（kg•℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J；
（3）汽車在全程中的平均速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{s}{\frac{\frac{s}{2}}{{v}_{1}}+\frac{\frac{s}{2}}{{v}_{2}}}$=$\frac{2{v}_{1}{v}_{2}}{{v}_{1}+{v}_{2}}$=$\frac{2×60km/h×40km/h}{60km/h+40km/h}$=48km/h．
（4）由圖象可知，Rx=20Ω時(shí)，傳感器受到的壓力F=400N，
油的重力：
G_油=G-G_油箱=F-G_油箱=400N-50N=350N，
由G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得，油的體積：
V=$\frac{{m}_{汽油}}{{ρ}_{汽油}}$=$\frac{{G}_{汽油}}{{ρ}_{汽油}g}$=$\frac{350N}{0.7×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m³=50L．
故答案為：
（1）減�。恍∑�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）比熱容大；2.1×10⁶；
（3）48km/h；
（4）50L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查知識(shí)點(diǎn)較多，需要掌握改變壓強(qiáng)的方法、壓強(qiáng)的計(jì)算、比熱容、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系、吸熱公式、密度公式的應(yīng)用等物理知識(shí)，滲透了環(huán)保知識(shí)，和生活現(xiàn)象密切聯(lián)系，體現(xiàn)了學(xué)以致用的原則．