Question

14．隨著時代的進步，轎車的車速和性能有了較大提升，某轎車如圖所示，它的質量是1.6t，每個輪子與地面的接觸面積是0.02m²．

求：（1）它空載靜止在水平地面上時，對水平地面的壓力和壓強；
（2）當它高速行駛時，對地面的壓力會變小（選填“不變”“變大”或“變小”），請用所學過的物理知識分析其原因．

Answer 1

分析 （1）它空載靜止在水平地面上時，對水平地面的壓力和自身的重力相等，利用重力公式可得壓力；由題意可確定受力面積，再根據p=$\frac{F}{S}$計算壓強；
（2）汽車高速行駛時，由于汽車向上凸的流線型結構使汽車上方空氣的流速大于下方空氣的流速，根據流速與壓強的關系判斷上方壓強和下方壓強的關系，進一步判斷對地面壓力的變化．

解答 解：
（1）它空載靜止在水平地面上時，對水平地面的壓力：
F=G=mg=1.6×10³ kg×10N/kg=1.6×10⁴N；
該轎車四個輪子與地面的總接觸面積：
S=4×0.02m²=0.08m²；
轎車空載靜止時對水平地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）轎車的車身呈流線型，即轎車的形狀上面凸起、下面平直，車高速行駛時帶動空氣流動，車的上方空氣流速快、壓強小，車的下方空氣流速慢、壓強大，從而產生一個向上的壓力差，使得車對地面壓力減小．
答：（1）它空載靜止在水平地面上時，對水平地面的壓力和壓強分別為1.6×10⁴N、2×10⁵Pa；
（2）變小；車高速行駛時帶動空氣流動，車的上方空氣流速快、壓強小，車的下方空氣流速慢、壓強大，從而產生一個向上的壓力差，使得車對地面壓力減小．

點評 本題考查了壓強公式及流速與壓強關系的應用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．