Question

14．随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某轿车如图所示，它的质量是1.6t，每个轮子与地面的接触面积是0.02m²．

求：（1）它空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力和压强；
（2）当它高速行驶时，对地面的压力会变小（选填“不变”“变大”或“变小”），请用所学过的物理知识分析其原因．

Answer 1

分析 （1）它空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力和自身的重力相等，利用重力公式可得压力；由题意可确定受力面积，再根据p=$\frac{F}{S}$计算压强；
（2）汽车高速行驶时，由于汽车向上凸的流线型结构使汽车上方空气的流速大于下方空气的流速，根据流速与压强的关系判断上方压强和下方压强的关系，进一步判断对地面压力的变化．

解答 解：
（1）它空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力：
F=G=mg=1.6×10³ kg×10N/kg=1.6×10⁴N；
该轿车四个轮子与地面的总接触面积：
S=4×0.02m²=0.08m²；
轿车空载静止时对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）轿车的车身呈流线型，即轿车的形状上面凸起、下面平直，车高速行驶时带动空气流动，车的上方空气流速快、压强小，车的下方空气流速慢、压强大，从而产生一个向上的压力差，使得车对地面压力减小．
答：（1）它空载静止在水平地面上时，对水平地面的压力和压强分别为1.6×10⁴N、2×10⁵Pa；
（2）变小；车高速行驶时带动空气流动，车的上方空气流速快、压强小，车的下方空气流速慢、压强大，从而产生一个向上的压力差，使得车对地面压力减小．

点评 本题考查了压强公式及流速与压强关系的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等．