Question

17．如图1所示，银川滨河黄河大桥2016年4月28日正式通车，大桥全长6587米．设计时速每小时80公里，该桥最大跨度为218米，是目前世界上最大跨度的多塔连跨钢混折叠合梁自锚式悬索桥．

（1）小明坐在一辆小汽车的前排副驾座位上通过大桥，感觉大桥的斜拉塔“扑面而来”，此时所选的参照物是自己乘坐的汽车．若该小汽车6分钟通过大桥，请通过计算说明该车通过滨河大桥时是否超速．
（2）根据大桥设计，过桥车辆对桥面的压强一般应控制在8×10⁵Pa以下，有一辆质量为2000千克的6轮轻型货车，如果每个车轮与路面的接触面积为200cm²．请你计算允许该货车通过滨河大桥载货的最大质量是多少千克．（g取10N/kg）
（3）现在轿车都采用流线型设计（如图2所示），这种设计在减小空气阻力、提高车速的同时也产生了新的问题：轿车高速行驶时，常常有“漂”的潜在危险．请你简要说明汽车高速行驶时“漂”的原因．

Answer 1

分析 （1）判断物体的运动和静止时，关键看相对于参照物的位置是否发生改变；利用速度的公式可直接计算其速度，并判断是否超速；
（2）根据压强和受力面积，可求出货车的最大总重力，再进一步求出总质量，减去货车自身的质量，即是最大的载货质量；
（3）从流体压强与流速关系的角度，可解释轿车发“漂”的原因．

解答 解：（1）感觉大桥的斜拉塔“扑面而来”，说明大桥相对于人或汽车是运动的，因此他所选的参照物是自己或自己乘坐的汽车；
汽车的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{6.587km}{\frac{1}{10}h}$=65.87km/h＜80km/h，所以没有超速；
（2）由公式p=$\frac{F}{S}$得，
货车的最大总重力：G=F=pS=8×10⁵Pa×200×10^-4m²×6=96000N，
货车的最大总质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{96000N}{10N/kg}$=9600kg，
货车载货的最大质量为：m_货=9600kg-2000kg=7600kg．
（3）车为当轿车高速行驶时，轿车上方空气流速快，压强小，轿车下方空气流速慢，压强大，产生向上的升力．所以轿车速度越快，这个升力就越大，车对地面的压力就越小，摩擦力就越小，轿车就会发“漂”．
故答案为：（1）自己乘坐的汽车（或自己）；汽车没有超速；
（2）允许该货车通过滨河大桥载货的最大质量是7600kg；
（3）轿车高速行驶时，轿车上方空气流速快，压强小，轿车下方空气流速慢，压强大，产生向上的升力．轿车速度越快，这个升力就越大，车对地面的压力就越小，轿车就会发“漂”．

点评 在本题中，既考查了运动与静止的判断，又考查了压强公式及其计算，同时还考查了流体压强与流速关系的运用，综合性强，难度适中．