Question

下表是某辆四轮轿车的部分数据

轿车的基本参数		氙气大灯的技术参数
车身质量（千克）	1900	额定电压（伏）	12
长/宽/高（毫米）	5175/1899/1480	耗电功率（瓦）	35
油耗（升/百千米）	7.4	电瓶的技术参数
最大输出功率（千瓦）	150	电压（伏）	12
最高时速（千米/小时）	210	充电时间（小时）	20
轮胎宽度（毫米）	200	容量	50

（1）有些轿车的尾部安装了导流板，如图所示．它的作用主要是在轿车高速行驶时，增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能．则导流板横截面的形状是______．
（2）该轿车空车停放在水平路面上时，某同学测得该轿车轮胎与地面接触的长度约为50毫米（沿车长的方向）．则此时该轿车对水平路面的压强约为多大？
（3）该轿车的头部装有两盏氙气大灯，若用该轿车上充足电的电瓶给氙气大灯供电．最多能供氙气大灯正常工作多长时间？
（4）该轿车在高速公路上以108千米/时的速度匀速前进，发动机的输出功率为120千瓦，则轿车受到的阻力是多大？

Answer 1

【答案】分析：本题主要考查以下几个方面的知识：（1）流体压强与流速的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强大．
（2）固体压强的计算：先算出受力面积，再计算压力的大小，最后代入公式p=进行计算．
（3）电功率的计算：从数据表中找出电池的电压、电流和充电时间和疝气灯的额定功率，先计算出电池储存的电能，再求疝气灯的通电时间．
（4）机械功与功率的计算：先根据公式W=Fs和p=找出牵引力与速度之间的关系式P=Fv，再根据平衡力求轿车受到的阻力．
解答：解：（1）流体压强的特点是：要想增加对地面的压力，提高车轮的抓地性能．则导流板应受到一个向下的压强差，也就是必须使导流板下方的空气流速大，压强小，因此导流板的下方必须凸起且上方平直．
由上述可知选项A、B、D中的导流板形状都不符合要求．
故选C．
（2）每个轿车轮胎的受力面积大小等于：S₁=0.2m×0.05m=0.01m²
轿车轮胎的总受力面积大小等于：S=4S₁=4×0.01m²=0.04m²
轿车对地面的压力大小等于：F=G=mg=1900kg×10N/kg=19000N
轿车对地面的压强为：P===4.75×10⁵Pa
（3）电瓶的电能储存量为：W=UIt=12V×50A×3600s=2.16×10⁶J
两盏疝气灯的总功率为：35W×2=70W
供电时间为：t==30857s
（4）汽车的行驶速度为：v=108km/h=30m/s
∵P===Fv
∴F===4000N
∵轿车在水平路面上匀速直线行驶，轿车受平衡力的作用．
∴f=F=4000N
答：（1）导流板横截面的形状是C．
（2）轿车对水平路面的压强约为4.75×10⁵Pa．
（3）电瓶最多能供氙气大灯正常工作30857s．
（4）轿车受到的阻力是4000N．
点评：本题的解题关键有以下几点：（1）知晓流体压强的特点：流速越大，压强越小；流速越小，压强大．（2）正确计算轿车对地面压力的受力面积．（3）会计算电瓶中的电能储存量．（4）会转换牵引力与功率的计算公式：P=Fv