Question

（2008?衢州）下表是某輛四輪轎車的部分數據：

轎車的基本參數		氙氣大燈的技術參數
車身質量（千克）	1900	額定電壓（伏）	12
長/寬/高（毫米）	5175/1899/1480	耗電功率（瓦）	35
油耗（升/百千米）	7.4	電瓶的技術參數
最大輸出功率（千瓦）	150	電壓（伏）	12
最高時速（千米/小時）	210	充電時間（小時）	20
輪胎寬度（毫米）	200	容量（安?小時）	50

（1）該轎車空車停放在水平路面上時，某同學測得該轎車輪胎與地面接觸的長度約為50毫米（沿車長的方向）．則此時該轎車對水平路面的壓強約為多大（取g=10牛/千克）？
（2）該轎車的頭部裝有兩盞氙氣大燈，若用該轎車上充足電的電瓶給氙氣大燈供電．最多能供氙氣大燈正常工作多長時間？
（3）該轎車在高速公路上以108千米/時的速度勻速前進，發動機的輸出功率為120千瓦，則轎車受到的阻力是多大？
（4）有些轎車的尾部安裝了導流板，如圖所示．它的作用主要是在轎車高速行駛時，增加對地面的壓力，提高車輪的抓地性能．則導流板橫截面的形狀是

C

．

Answer 1

分析：本題主要考查以下幾個方面的知識：（1）固體壓強的計算：先算出受力面積，再計算壓力的大小，最后代入公式p=

F

S

進行計算．
（2）電功率的計算：從數據表中找出電池的電壓、電流和充電時間和疝氣燈的額定功率，先計算出電池儲存的電能，再求疝氣燈的通電時間．
（3）機械功與功率的計算：先根據公式W=Fs和p=

W

t

找出牽引力與速度之間的關系式P=Fv，再根據平衡力求轎車受到的阻力．
（4）流體壓強與流速的關系：流速越大，壓強越小；流速越小，壓強大．

解答：解：（1）每個轎車輪胎的受力面積大小等于：S₁=0.2m×0.05m=0.01m²
轎車輪胎的總受力面積大小等于：S=4S₁=4×0.01m²=0.04m²
轎車對地面的壓力大小等于：F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N
轎車對地面的壓強為：P=

F

S

=

19000N

0.04m2

=4.75×10⁵Pa；
（2）電瓶的電能儲存量為：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J
兩盞疝氣燈的總功率為：35W×2=70W
供電時間為：t=

W

P

=

2.16×106J

70W

=30857s；
（3）汽車的行駛速度為：v=108km/h=30m/s
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv
∴F=

P

v

=

120000W

30m/s

=4000N
∵轎車在水平路面上勻速直線行駛，轎車受平衡力的作用．
∴f=F=4000N；
（4）流體壓強的特點是：要想增加對地面的壓力，提高車輪的抓地性能．則導流板應受到一個向下的壓強差，也就是必須使導流板下方的空氣流速大，壓強小，因此導流板的下方必須凸起且上方平直．
由上述可知選項A、B、D中的導流板形狀都不符合要求．
故選C．
答：（1）轎車對水平路面的壓強約為4.75×10⁵Pa；
（2）電瓶最多能供氙氣大燈正常工作30857s；
（3）轎車受到的阻力是4000N；
（4）導流板橫截面的形狀是C．

點評：本題的解題關鍵有以下幾點：（1）知曉流體壓強的特點：流速越大，壓強越小；流速越小，壓強大．（2）正確計算轎車對地面壓力的受力面積．（3）會計算電瓶中的電能儲存量．（4）會轉換牽引力與功率的計算公式：P=Fv．