Question

9．小明的爸爸新買了一輛小汽車，如圖1所示，今年“五•一”期間，爸爸開車帶著小明出去旅游．汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量為1.8×10³kg，車輪與地面的總接觸面積為0.09m²，當汽車以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時，勻速行駛時所受阻力為1000N．求：

（1）當汽車以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時牽引力是多大？
（2）汽車靜止時對路面的壓強？
（3）觀察小汽車的外型，判斷小汽車在水平路面高速行駛和靜止時，對地面壓力哪一個大？為什么？
（4）汽車以汽油做為燃料，如圖2四幅圖片表示的是汽油機工程過程中的4個沖程，在汽車行駛中能給汽車提供動力的是如圖2中的哪一個C．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡知識進行分析解答．
（2）已知汽車的質(zhì)量，利用G=mg可以得到汽車的重力，也就是對地面的壓力；已知對地面的壓力和接觸面積，利用p=$\frac{F}{S}$就能計算出汽車對地面的壓強．
（3）靜止時對地面的壓力等于汽車自身的重力，高速行駛時，根據(jù)流體壓強與流速的關(guān)系即可解釋這個問題．
（4）判斷汽油機的四個沖程，先看進氣門和排氣門的關(guān)閉情況，進氣門打開的是吸氣沖程，排氣門打開的是排氣沖程，進氣門和排氣門都關(guān)閉的是壓縮沖程或者做功沖程；活塞上行為壓縮沖程和排氣沖程；活塞下行為吸氣沖程和做功沖程．

解答 解：（1）由于汽車在平直路面上勻速行駛，
所以汽車處于平衡狀態(tài)，故牽引力等于阻力，即F=f=1000N；
（2）汽車靜止時對路面的壓力：F=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
汽車靜止時對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.09{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（3）汽車靜止時對地面的壓力等于汽車自身的重力；根據(jù)小汽車的外形可知，當小汽車高速行駛時，汽車上方的空氣流速大于下方的空氣流速，所以上方的壓強小于下方的壓強，從而產(chǎn)生向上的壓力差，減小了對地面的壓力，故小汽車在水平路面靜止時對地面壓力大；
（4）在汽車行駛中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，能給汽車提供動力的是做功沖程；由圖2知，C圖氣門都關(guān)閉，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，故選C．
答：（1）當汽車以25m/s的速度在平直路面上勻速行駛時牽引力是1000N；
（2）汽車靜止時對路面的壓強是2×10⁵Pa；
（3）小汽車在水平路面靜止時對地面壓力大；根據(jù)小汽車的外形可知，當小汽車高速行駛時，汽車上方的空氣流速大于下方的空氣流速，所以上方的壓強小于下方的壓強，從而產(chǎn)生向上的壓力差，減小了對地面的壓力；
（4）在汽車行駛中能給汽車提供動力的是圖2中的C．

點評 本題考查了平衡力的辨別、壓強的計算及流體壓強與流速的關(guān)系等知識，涉及內(nèi)容較多，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，并結(jié)合相關(guān)知識點進行分析解答．