Question

小明家新買了一輛小汽車，如圖所示，小明坐著這輛汽車勻速行駛144km，用時2h．請根據下表提供的信息，運用所學的知識解答下列問題．（g取10N/kg）

汽車質量/kg	1500
靜止時一個輪胎與地接觸面積/cm2	150
發動機功率/kW	23

（1）汽車（空載）靜止時對水平地面的壓力和壓強各多大？
（2）汽車勻速行駛時所受的牽引力是多大？
（3）觀察小汽車的外型，判斷小汽車在水平路面高速行駛和靜止時，對地面壓力哪一個大？為什么？

Answer 1

分析：（1）靜止在水平面上的物體對地面的壓力等于其重力；再利用P=

F

S

求得對水平地面的壓強；
（2）已知汽車的功率和行駛的速度，根據公式P=Fv可求汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（3）空氣流速大的地方氣壓小，流速大的地方壓強小，對汽車受力分析得出結論．

解答：解：（1）小汽車對地面的壓力為
F=G=mg=1500Kg×10N/kg=1.5×10⁴N
小汽車對地面的壓強為
P=

F

S

=

1.5×104N

4×150×10-4m2

=2.5×10⁵Pa
（2）小汽車的速度為
v=

s

t

=

144km

2h

=72km/h=20m/s
由P=Fv得小汽車勻速行駛時所受的牽引力為
F=

P

v

=

23×103W

20m/s

=1.15×10³N．
（3）車是流線型設計，車高速行駛時，車上部的空氣流速度較快，壓強小；車底部的空氣流速小，壓強大，空氣對車的壓力的合力向上，產生向上升的力，使車對對地壓力小于自身重力；車靜止時對地面的壓力等于車的自身重力．所以靜止時車對地面的壓力大．
答：（1）汽車（空載）靜止時對水平地面的壓力為1.5×10⁴N壓強為2.5×10⁵Pa；
（2）汽車勻速行駛時所受的牽引力是1.15×10³N．
（3）靜止時車對地面的壓力大；因為高速行駛時汽車的構造使上部空氣流速較快，壓強小，從而產生向上升的力，對地壓力小于自身重力．

點評：本題考查速度、牽引力、等的計算，主要是公式及其變形的靈活運用，同時也涉及到了流體壓強與流速的關系．涉及的面很廣，是一道很好的綜合性題目．