Question

20．阅读短文，回答问题：
随着人们生活水平的不断提高，各种轿车已经走进我们的家庭．轿车的一些设计和使用过程中的许多现象与物理知识有关，请你用学过的物理知识解答下面的问题：
（1）如图甲所示是小丽家新买的轿车，总质量1.2×10³kg，车轮与地面总接触面积8×10^-3m²，则轿车停放在车库时，车对地面的压强为1.5×10⁶Pa；
（2）交通法规规定轿车行驶时不能追尾．如两辆同向行驶的轿车发生“追尾”．轿车B刹车后由于惯性仍撞到轿车A；观察轿车A的尾部（如图乙），说明力能够改变物体的形状；此时对轿车A中的司机起保护作用的是汽车头枕（安全气囊/汽车头枕）．
（3）轿车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离．通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5
速度/（m?s-1）	2	3	4	5	6
制动距离/m	0.5	1.13	2.00	3.13	4.50

请在图丙中描点作出s-v²图象，写出s和v的定量关系式s=$\frac{{v}^{2}}{8}$，当轿车速度为8m/s时对应的制动距离是8m．

Answer 1

分析 （1）知道小轿车的质量，利用重力的计算公式G=mg可以计算出其受到的重力；在空载时小轿车对地面的压力等于重力，知道受力面积，利用公式p=$\frac{F}{S}$求小轿车对地面的压强；
（2）一切物体在任何时候都有保持原来运动状态的性质，即一切物体在何情况下都具有惯性；
力可以改变物体的形状；
汽车从前面发生撞击，对人起保护作用的是安全气囊；从后面发生撞击对人起保护作用的是汽车头枕．
（3）根据表中数据，先画点，再连线，第n次实验，速度v_n，制动距离m_n，根据表中数据所反映的规律列出关系式，利用此规律计算即可．

解答 解：
（1）小轿车受到的重力：G=mg=1.2×10³kg×10N/kg=1.2×10⁴N．
小轿车对地面的压力：F=G=1.2×10⁴N，
小轿车与地面的总接触面积（受力面积）：S=8×10^-3m²．
小轿车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{8×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×10⁶Pa；
（2）一切物体在任何时候任何情况下都具有惯性，汽车B刹车后由于惯性仍撞到汽车A；
汽车A的尾部向上翘起，说明力能够改变物体的形状；
在车辆发生追尾时，人体由于惯性会向后倒，此时车辆加速或减速的压力都集中在人体脆弱的颈部和头部，而头枕则对此起缓冲作用，保护人体头部．
（3）根据表中的数据，在坐标图中先画点，再描线，注意横坐标为速度的平方，纵坐标为距离．如图所示：

通过对1、2、3、4、5数据的分析可知，速度越大制动距离越大，即制动距离一定与速度有关，但明显不是正比关系．故可想到制动距离可能与速度的平方成正比，通过计算可得$\frac{{2}^{2}}{0.5}$=8，$\frac{{4}^{2}}{2}$=8…，
即速度的平方与制动距离的比值为定值，可知制动距离确实与速度的平方成正比，
所以可得s=$\frac{{v}^{2}}{8}$；
则当轿车速度为8m/s时，对应的制动距离s′=$\frac{{（8m/s）}^{2}}{8}$=8m．
故答案为：（1）1.5×10⁶；（2）惯性；形状；汽车头枕；
（3）见上图；$\frac{{v}^{2}}{8}$； 8．

点评 本题考查了压力和压强的计算，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，计算过程要注意单位的换算．还涉及到惯性、力的作用效果等，要熟练掌握相关的知识，会应用它解决生活中的实际问题，知道物理知识与生活息息相关．