Question

18．如图所示是某型号的四轮轿车，车身质量是2000kg．
（1）该轿车的尾部安装了导流板，如图所示．它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能．则导流板横截面的形状是B．
（2）该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车每个轮胎与地面接触的面积约为100cm²．则此时该轿车对水平路面的压强约为多大（g取l0N/kg）？
（3）该轿车在高速公路上以2h的速度匀速前进了216km，发动机的输出功率为120kW，则轿受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）要产生向下的压力，导流板横截面的形状就应跟客机机翼的形状相反--上平下凸，使上方的空气流速小压强大；
（2）轿车空车停放在水平路面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，受力面积为4个轮胎与地面接触的面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出该轿车对水平路面的压强；
（3）知道轿车匀速行驶的时间和前进的路程，根据v=$\frac{s}{t}$求出行驶的速度，利用P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出受到的牵引力，然后根据二力平衡条件求出受到的阻力．

解答 解：（1）要增加轿车对地面的压力，提高车轮的抓地性能，就要使轿车高速行驶时，导流板上方的空气流速小压强大，下方的空气流速大压强小，即上方平直下方凸起，产生一个向下的压强差；
（2）轿车对水平路面的压力：
F=G=mg=2000kg×10N/kg=2×10⁴N，
车轮与地面的接触面积为：
S=4S₁=4×100cm³=400cm²=0.04m²，
轿车对水平路面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.04{m}^{2}}$=5×10⁵Pa；
（3）轿车匀速行驶的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{216km}{2h}$=108km/h=30m/s，
由P=Fv可得，轿车受到的牵引力：
F_牵=$\frac{P}{v}$=$\frac{120×1{0}^{3}W}{30m/s}$=4000N，
因轿车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，轿车受到的阻力：
f=F_牵=4000N．
答：（1）B；
（2）该轿车空车停放在水平路面上时，对水平路面的压强约为5×10⁵Pa；
（3）轿受到的阻力是4000N．

点评 本题通过生活中一个具体实例，考查了多方面的物理知识，要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用．注意在进行计算时，看清题目中所给的条件，单位要统一．