Question

10．如表是某四轮轿车的部分数据：

轿车的基本参数		氙气大灯的技术参数
车身质量（千克）	1900	额定电压（伏）	12
长/宽/高（毫米）	5175/1899/1480
油耗（升/百千米）	7.4	电瓶的技术参数
最大输出功率（千瓦）	150	电压（伏）	12
最高时速（千米/小时）	210	充电时间（小时）	20
轮胎宽度（毫米）	200	容量（安•小时）	50

（1）该轿车空车放在水平路面上，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约50毫米（沿车长的方向），则此时该轿车对水平路面的压强约为多大？（g取10N/kg）
（2）该轿车在高速公路上以108千米/时的速度匀速前进，若轿车受到的阻力为4000N，则轿车发动机的输出功率为多大？
（3）有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示，它的作用是什么？

Answer 1

分析 （1）固体压强可用公式p=$\frac{F}{S}$进行运算，放在水平面上的物体，对水平面的压力大小F等于物体的重力；
（2）输出功率即机械所做有用功功率，汽车克服阻力所完成的功为有用功，可用公式P=$\frac{{W}_{有用}}{t}$来解；
（3）流体内部压强与流速有关，流速大的地方压强小，流速小的压强大．

解答 解：（1）由题可知，每只轮胎与地面的接触面S₁=50×10^-3m×200×10^-3m=1×10^-2m²，这是一辆四轮轿车，因此受力总面积S=4S₁=4×10^-2m²；
轿车在水平地面上，因此轿车对地面的压力F=G=mg=1900kg×10N/kg=1.9×10⁴N；
轿车对水平路面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{{1.9×10}^{4}N}{{4×10}^{-2}{m}^{2}}$=4.75×10⁵Pa；
（2）汽车匀速行驶，在水平方向上所受阻力f与牵引力F为一对平衡力，所以F=f=4000N，v=108km/h=30m/s；
汽车克服阻力做功功率为汽车的输出功率P，依据公式可得：
P=$\frac{{W}_{有用}}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=F•$\frac{s}{t}$=F•v=4000N×30m/s=1.2×10⁵W；
（3）在流体内部，流速大的压强小，流速小的压强大，由图可知，导流板上方平直下方凸起，轿车高速行驶时，产生一个向下的压强差，能增加轿车对地面的压力，提高车轮的抓地性能．
答：（1）该轿车对水平路面的压强约为4.75×10⁵Pa；
（2）轿车发动机的输出功率为1.2×10⁵W；
（3）导流板的作用是轿车在高速行驶时，产生一个向下的压强差，能增加轿车对地面的压力，提高车轮的抓地性能．

点评 本题主要考查固体压强的运算，掌握水平面上的物体，压力大小与重力之间的关系，理解输出功率的含义并能进行有关运算，知道流速与压强的关系，是一道综合性题目．