Question

12．小明同学家里新买了辆小轿车，从小爱玩车模的小明同学兴趣盎然，每天查资料，看汽车说明书，学到了不少关于汽车的科学知识，请你回答下列问题：
（1）小明家的轿车如图所示，它的尾部装有气流偏导器，它的作用主要是为了让汽车在高速行驶时，对地面的压力更大，提高车轮的抓地性能．图中能表示偏导器横截面形状最合理的图是C

（2）小明在汽车说明书时看到下表中提供的信息，请你帮他计算：
问题一：小汽车油箱装满汽油时，汽油的质量是多少？（提示：1L=1dm³）
燃料汽油油箱容积50L，汽油密度0.7×10³kg/m³，车体质量1400kg，轮胎与地面的接触面积0.01m²/只
问题二：油箱装满汽油的小汽车静止时，地面受到的压力是多少？该小汽车对地面的压强是多少？

Answer 1

分析 （1）流体压强与流速的关系是：流速越大的地方，压强越小；
（2）汽油的质量等于汽油密度乘以体积；知道轿车自身质量，利用G=mg求轿车自身重力；轿车对地面的压力等于自身重力，求出受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出轿车对地面的压强．

解答 解：（1）分析题意可知，要让汽车高速行驶时，对地面的压力更大，应该让偏导器上方的压强大于下方的压强，即气流通过下方时流速更快，在相同时间内气流经过下方的路程更长一些，所以应设计成上平下凸的形状，故表示偏导器横截面形状最合理的图是C；
（2）问题一：油箱容积：V₁=50L=0.05m³
由ρ=$\frac{m}{V}$得把油箱装满汽油的质量：
m₁=ρV₁=0.7×10³kg/m³×0.05m³=35kg；
问题二：小汽车的质量：m=1400kg，
小汽车受到的总重力G=（m+m_油）g=（1400kg+35kg）×10N/kg=1.435×10⁴N．
在水平地面上，F=G=1.435×10⁴N，
受力面积S=4S₁=4×0.01m²=0.04m²，
则小汽车静止时对地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.435×1{0}^{4}N}{0.04{m}^{2}}$=3.6×10⁵Pa．
答：（1）C；（2）汽油的质量是35kg；箱装满汽油的小汽车静止时，地面受到的压力是1.435×10⁴N；该小汽车对地面的压强是3.6×10⁵Pa．

点评 本题主要考查质量、压力、压强的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及升力产生的原因．