Question

小明家买了一台轿车，她高兴极了，看到轿车上有安全带、头枕、安全气囊以及轿车上的有关数据如表．请你完成下列有关问题：

轿车的质量1t	最大功率40KW
每个轮胎与地面的接触面积500cm2	100km耗油量10L

（1）分析说明轿车中“头枕”起什么作用？
（2）轿车停在水平地面上，车对地面的压强是多大？
（3）轿车以最大功率在水平路面上匀速行驶时，所受的平均阻力为车重的0.2倍，轿车行驶的速度是多少？这台车以此速度行驶5h，需要多少L汽油？（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）当车突然加速时，坐在座椅上的人由于惯性要保持原来的运动状态，头会突然后仰，这时较软的头枕会保护头颈不被撞伤；
（2）轿车对地面的压力等于轿车自身的重力，轿车与地面的受力面积等于4个车轮与地面的接触面积，根据压强公式求出车对地面的压强；
（3）轿车以最大功率在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态、受到的力为平衡力，根据所受的平均阻力为车重的0.2倍求出牵引力的大小，再根据P=

W

t

=

Fs

t

Fv求出轿车行驶的速度；根据速度公式求出这台车以此速度行驶5h行驶的距离，再根据题意求出需要汽油的体积．

解答：解：（1）轿车中的头枕是为了防止惯性带来的危害；
（2）车对地面的压力：
F=G=mg=1×10³kg×10N/kg=10⁴N，
车对地面的压强：
p=

F

S

=

104N

4×500×10-4m2

=5×10⁴Pa；
（3）∵轿车以最大功率在水平路面上匀速行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，
∴F=f=0.2G=0.2×10⁴N=2000N，
根据P=

W

t

=

Fs

t

Fv可得：
轿车行驶的速度v=

P

F

=

40×103W

2000N

=20m/s=72km/h，
根据v=

s

t

可得：
这台车以此速度行驶5h行驶的距离s=vt=72km/h×5h=360km，
∵100km耗油量10L，
∴需要汽油的体积V=

360km

100km

×10L=36L．
答：（1）轿车中头枕的作用是：为了防止惯性带来的危害；
（2）轿车停在水平地面上，车对地面的压强是5×10⁴Pa；
（3）轿车以最大功率在水平路面上匀速行驶时，轿车行驶的速度72km/h，这台车以此速度行驶5h，需要36L汽油．

点评：本题考查了防止惯性带来的危害、压力和压强的计算、速度和耗油量的计算等，关键是公式及其变形式的灵活运用，要注意轿车的受力面积为四个轮子的接触面积．