题目内容

18.今年舟山市汽车保有量已突破十万大关.小明同学家里新购一辆家用轿车如图1所示.
(1)目前家用轿车发动机大都采用汽油机.如图2所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,其中属于做功冲程的是丁.
(2)这辆轿车空载时的质量是1600kg,每个轮子与地面的接触面积是0.02m2.求它空载静止在水平地面上时地面所受到的压强?
(3)随着时代的进步,汽车的速度和性能也得到了很大提高,但更应注重汽车的安全性.当轿车高速行驶时,对地面的压力会变小,请用所学过的知识作出解释:轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小.

分析 (1)判断冲程名称可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功;”进行分析;其中在做功冲程中,是内燃机的内能转化为机械能,在压缩冲程中是机械能转化为内能.
(2)轿车的质量是已知的,根据G=mg求出轿车的重力,轿车在水平地面上,对地面的压力等于汽车的重力,受力面积等于四个轮胎和地面的接触面积,根据压强公式p=$\frac{F}{S}$求出轿车对水平地面的压强.
(3)流体压强与流速的关系,气体在流速大的地方压强小,在流速小的地方压强大,轿车快速行驶时,上下方所受到的压力差形成向上的升力,对地面的压力减小.

解答 解:(1)甲图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;
乙图进气门开启,气体流入汽缸,是吸气冲程;
丙图排气门开启,气体流出汽缸,是排气冲程;
丁图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;
(2)轿车的质量m=1600kg,轿车空载静止在地面上时,地面受到的压力:F=G=mg=1600kg×10N/kg=1.6×104N,
地面的受力面积:S=0.02m2×4=0.08m2,
地面上受到的压强:p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×105Pa.
(3)轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小.
故答案为:(1)丁;
(2)空载静止在水平地面上时地面所受到的压强2×105Pa;
(3)轿车在快速行驶过程中,车子上方空气的流速大于车子下方空气的流速,因而车子上方气体的压强小于车子下方气体的压强,轿车上下方所受到的压力差形成向上的升力,从而使得轿车对地面的压力变小.

点评 此题考查了四个冲程的判断、压强的计算和压强和流速关系的应用,是一道综合题.

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