Question

如图所示，质量为2400kg的小汽车在水平公路上做匀速直线运动，车受到水平向后的阻力是车的重力的0.2倍．试求：
（1）汽车的重力G？
（2）车在匀速行驶时，受到水平向前的动力F_动是多少N？
（3）图中的小汽车的外形呈流线型（类似于飞机机翼的纵截面），这样设计有什么好处和坏处？（各讲一点即可）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据公式G=mg求出汽车的重力；
（2）根据f=0.2G求出汽车受的阻力，汽车在水平公路上匀速运动时，受到平衡力的作用：水平方向上的牵引力和阻力，根据二力平衡的条件，知道其中的一个力可以确定另外一个力．
（3）流体压强与流速的关系，气体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强大，轿车快速行驶时，上下方所受到的压力差形成向上的升力，对地面的压力减小；轿车做成流线型（上凸下平），与飞机机翼的作用一样，可以利用快速运动时气流对其产生的向上的压力差，减小汽车对地面的压力，从而减小摩擦，利于加速．但当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减少了车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差．
解答：解：（1）汽车的重力：G=mg=2400kg×9.8N/kg=23520N；
（2）汽车在水平公路上匀速运动时，水平方向上受到的牵引力和阻力是一对平衡力的作用，大小相等，所以受到水平向前的动力F_动=f=0.2G=0.2×23520N=4704N；
（3）好处：高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同，下面大上面小，这种压力差必然会产生一种上升力，减小汽车对地面的压力，从而减小摩擦，利于加速；
坏处：当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减少了车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差．
答：（1）汽车的重力为23520N；
（2）受到水平向前的动力为4704N；
（3）好处：高速行驶中由于车身上下两面的气流压力不同，下面大上面小，这种压力差必然会产生一种上升力，减小汽车对地面的压力，从而减小摩擦，利于加速；
坏处：当轿车时速达到一定的数值时，升力就会克服车重而将车子向上托起，减少了车轮与地面的附着力，使车子发飘，造成行驶稳定性变差．
点评：（1）静止的物体或匀速直线运动的物体受平衡力的作用．二力平衡的条件包括四方面：同物、同线、等值、反向，根据其中的一个力可以确定另一个力．
（2）理解流体压强与流速的关系，并能解释一些简单的生活应用，如：候车时站在安全线内、飞机起飞的升力等．