Question

19．某家用轿车质量为1.6t，每个车胎与地面接触面积为0.02m²，停在水平路面上时，车对地面的压强是2×10⁵Pa．当车高速行驶时，强大的气流会流过车体，如图．这时车对地面的压强变小（选填“变大”、“不变”或“变小”）此时发动机转速为2400r/min，则发动机一个汽缸中每秒做功20次．

Answer 1

分析 （1）汽车静止时对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，知道每个轮子与地面的接触面积可求受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）根据流体压强与流速的关系结合图示来解答．
（3）一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴转动2周，做功1次；已知发动机的转速换算单位后可求解．

解答 解：（1）家用轿车停在水平路面上，对水平路面的压力：
F=G=mg=1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10⁴N，
受力面积：S=4S₀=4×0.02m²=0.08m²，
车对水平路面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×10⁵ pa；
（2）小轿车的外型是流线型，当汽车高速行驶时，相同时间内空气经过上方的路程比下方的路程长，则上方空气流速大，根据“流体在流速越大的地方压强越小”的原理可知，流过车体的空气会产生向上的压强差，则汽车对地面的压力减小，故汽车高速行驶时对地面的压强变小．
（3）此时发动机转速为2400r/min=40r/s，即飞轮每秒钟转40圈，而飞轮每转2圈对外做功一次，故一个汽缸中每秒做功的次数为$\frac{40}{2}$=20次．
故答案为：2×10⁵ ，变小，20．

点评 本题考查了压强的计算、流体压强与流速的关系以及四冲程内燃机的做功次数与飞轮转数之间的关系，难点是四冲程内燃机的做功次数与飞轮转数之间的关系．