Question

2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示．该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录．在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×10⁵N．问：在测试过程中，
（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？
（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道“侦探猎犬”匀速直线行驶，处于平衡状态，在水平方向上受到的牵引力和阻力为一对平衡力，据此求出牵引力的大小；
（2）知道行驶距离s，根据W=Fs求汽车牵引力所做的功；知道匀速行驶的速度，利用公式P===Fv求汽车牵引力的做功功率；
（3）汽车高速行驶，受到较大的空气阻力，从这方面分析回答．
解答：解：（1）∵“侦探猎犬”匀速直线行驶，
∴汽车处于平衡状态，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，
∴牵引力：F=f=2×10⁵N；
（2）汽车牵引力所做的功：
W=Fs=2×10⁵N×2000m=4×10⁸J，
汽车牵引力做功功率：
P===Fv=2×10⁵N×400m/s=8×10⁷W；
（3）这样设计的好处是为了减小阻力．
答：（1）汽车受到水平方向的牵引力是2×10⁵N；
（2）汽车牵引力所做的功4×10⁸J和功率分别是4×10⁸J、8×10⁷W；
（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是为了减小阻力．
点评：二力平衡的判断方法：一是根据平衡条件（大小相等、方向相反、作用在一个物体上、作用在一条直线上），二是根据处于平衡状态（静止或匀速直线运动）．