Question

2．近幾年來，人們的生活水平得到大幅度提高，小汽車逐步的成為了人們?nèi)粘５闹饕�交通工具，尼桑汽車的質(zhì)量為1.8×10³kg，車輪與地面的總接觸面積為0.09m²，經(jīng)濟(jì)耗油量“（72km/h）/9L/150km”，是指這輛汽車以72km/h的速度行駛150km，消耗汽油9L．
（1）如果這輛尼桑在高速行駛時對水平地面的壓力小于靜止在水平地面上的壓力（選填“大于”，“小于”，“等于”）
（2）當(dāng)汽車靜止在水平路面時，對水平地面的壓強為多少？（g=10N/kg）
（2）該汽車在經(jīng)濟(jì)耗油量下沿直線勻速行駛40km，汽車的熱機(jī)效率為40%，求：汽車消耗多少升汽油及汽車受到的阻力為多少牛？．（汽油的熱值3.2×10⁷J/L，氣體熱值公式Q=Vq）

Answer 1

分析 （1）汽車制成流線型，是為了高速行駛時，產(chǎn)生向上的升力，減小對地面的壓力，減小摩擦力．
（2）汽車靜止時對路面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，又知道車輪與地面的總接觸面積，利用p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（3）汽車以72 km/h的速度行駛150 km，消耗汽油9L．行駛40km耗汽油2.4L，計算燃燒2.4L汽油放出的熱量，根據(jù)汽車的效率求出做的有用功．

解答 解：（1）汽車呈流線型，汽車行駛時，汽車上方的空氣流速大，下方的空氣流速小，上方的壓強小于下方的壓強，汽車在壓強差下產(chǎn)生向上的升力，對地面的壓力減�。�
（2）汽車對地面的壓力：
F=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
汽車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.09{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（3）汽車在經(jīng)濟(jì)耗油量下行駛40km實際用油V=$\frac{9L}{150km/h}$=2.4L；
2.4L汽油完全燃燒放出熱量 Q=qV=3.2×10⁷J/L×2.4L=7.68×10⁷J．
汽車所做的功 W=Qη=7.68×10⁷J×40%=3.07×10⁷J．
據(jù)W=FS可知，F(xiàn)=$\frac{W}{S}$=$\frac{3.07×1{0}^{7}J}{40000m}$=767.5N；
由于汽車勻速行駛，所以此時牽引力等于阻力，即F=f=767.5N；
答：（1）如果這輛NISSAN（尼桑）在高速行駛時對水平地面的壓力小于靜止在水平地面上的壓力；
（2）當(dāng)汽車靜止在水平路面時，對水平地面的壓強為2×10⁵Pa；
（3）該汽車在經(jīng)濟(jì)耗油量下沿直線勻速行駛40km，汽車的熱機(jī)效率為40%，汽車消耗2.4L升汽油及汽車受到的阻力為767.5N牛．

點評 掌握流體壓強跟流速的關(guān)系．并能解釋汽車制成流線型的原因．根據(jù)有關(guān)公式進(jìn)行計算．