Question

2．如图所示，质量为1200kg的小轿车，四个轮胎与地面的总接触面积为800cm²．（g取10N/kg）求：
（1）小轿车轮胎上的花纹是为了增大摩擦力．
（2）小轿车静止在水平地面时，对地面的压强是多少帕？
（3）小汽车在水平路面静止时对地面的压力为F₁，高速行驶时对地面的压力为F₂．观察小轿车的外形，比较F₁和F₂大小？并请用所学过的物理知识分析其原因．

Answer 1

分析 （1）摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关，压力一定时，接触面越粗糙，摩擦力越大；
（2）小轿车静止在水平地面时，对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，再根据p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（3）汽车高速行驶时，由于汽车的向上凸的流线型结构使汽车上方空气的流速大于下方空气的流速，根据流速与压强的关系判断上方压强和下方压强的关系，进一步判断对地面压力的变化．

解答 解：（1）汽车轮胎上有凹凸不平的花纹是为了使接触面更粗糙，是在压力一定时，增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力的；
（2）小轿车静止在水平地面时，对地面的压力：
F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{800×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（3）小汽车的形状上面凸起，下面平直，在水平路面上高速行驶时，
流过上方的空气流速快，下方的流速慢，上方的压强小，下方的压强大，
产生向上的压力差，减小对地面的压力，即F₁＞F₂．
答：（1）摩擦力；
（2）小轿车静止在水平地面时，对地面的压强是1.5×10⁵Pa；
（3）F₁＞F₂；因为小汽车高速行驶时车身上方空气流速较大，压强较小，小汽车受到了一个向上的升力，所以减轻了小汽车对地面的压力．

点评 本题通过生活中一个具体实例，考查了增大摩擦力的方法、压强的计算、流体压强与流速的关系，要求学生对所学的知识熟练掌握并能学以致用，计算过程要注意单位的换算．