Question

下表是某輛六輪轎車的部分數據：

轎車的基本參數		氮氣大燈的技術參數
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）該轎車在高速公路上以144千米/時的速度勻速前進，發動機的輸出功率為160千瓦，則轎車受到的阻力是多大？
（2）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100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（g取l0牛/千克）？
（3）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？
（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______．
A．B．
C．D．

Answer 1

解：（1）行駛速度v=144km/h=40m/s，功率P=160kW=160000W，
∵P===Fv
∴轎車受到的阻力f=F===4000N；
（2）輪胎與地面的接觸面積S=4×0.1m×0.2m=0.08m²，
轎車對地面的壓力F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N，
轎車對水平路面的壓強p===2.375×10⁵Pa；
（3）電瓶儲存的電能：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J，
疝氣燈的總功率P=2×35W=70W，
∵P=
∴供氙氣大燈正常工作的時間t===30875s；
（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、C、D中的導流板形狀都不符合要求．
故選B．
答：（1）轎車受到的阻力是4000N；
（2）轎車對水平路面的壓強約為2.375×10⁵Pa；
（3）電瓶最多能供氙氣大燈正常工作30857s；
（4）導流板橫截面的形狀是B．
分析：本題主要考查以下幾個方面的知識：
（1）機械功與功率的計算：先根據公式W=Fs和P=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；
（2）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=進行計算．
（3）電功率的計算：從數據表中找出電池的電壓、電流、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．
（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．
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．