Question

隨著人們生活水平的提高．轎車已逐步進入我國普通百姓家中．仔細觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設計和使用過程中的許多現(xiàn)象都與物理知識有關，請你用學過的物理知識解答下面的問題：
（1）小汽車的外形設計成流線型（如圖所示），當小汽車在水平路面上高速行駛時對路面的壓力比靜止時

減小

（選填“增大”、“減小”或“不變”），其原因是

因為小汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，車身上方空氣流速大，壓強小，小汽車受到了一個向上的升力，減小了小汽車對地面的壓力

．
（2）汽車安裝了GPS導航系統(tǒng)，它是通過

電磁波

來傳遞信息的，其傳播速度是

3×10⁸m/s

．
（3）汽車發(fā)動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發(fā)動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發(fā)動機常用水作為冷卻劑，這主要利用了水的

比熱容較大

的特性．若汽車的水箱中裝有10kg水，當水溫升高50℃時吸收的熱量是

2.1×10⁶

J[c_水=4.2×10³J/（kg?°C）]．
（4）冬天，在東北地區(qū)汽車司機常用水和酒精的混合液體作為發(fā)動機的冷卻液，這是因為這種混合液具有

B

A．較低的沸點    B．較低的凝固點    C．蒸發(fā)性能強 D．較易流動
（5）已知某國產(chǎn)驕車每行駛100km消耗8L汽油（1L=10^-3m³），汽油的密度為0.71×10³kg/m³、熱值為4.6×l0⁷J/kg．則10kg汽油完全燃燒時所產(chǎn)生的熱量是

4.6×l0⁸

J．
（6）該汽車行駛100km消耗的汽油的質(zhì)量是

5.68

kg．
（7）當該汽車以50kW的功率在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛時，它所受到的阻力等

2.5×10³

N．前輪（驅動輪）受到地面給它的摩擦力的方向向

前

（填“前”或“后”）．

Answer 1

分析：（1）車子靜止在水平面上，車子對路面的壓力等于重力；當流線型的車子快速行駛時，產(chǎn)生升力，車子對地面壓力減小．
（2）GPS接收器通過接收衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，實現(xiàn)對車輛的精確定位并導航．衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息依靠的是電磁波．
（3）①與其它液體相比，水的比熱最大，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，水吸收的熱量最多．
②已知水的比熱、質(zhì)量和升高的溫度，利用Q=cm△t計算水吸收的熱量．
（4）從酒精的凝固點低于水的凝固點分析判斷．
（5）知道汽油質(zhì)量，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量；
（6）求出行駛100km消耗汽油的體積，又知道汽油的密度，利用密度公式ρ=

m

V

求汽油的質(zhì)量．
（7）當汽車勻速行駛時動力與所受阻力相等，則用功率公式可求得車受到的阻力，由車輪與地面的相對運動方向判定摩擦力的方向．

解答：解：
（1）如圖，小汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，相同時間內(nèi)，空氣經(jīng)過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強��；汽車在壓強差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（2）汽車安裝了GPS導航系統(tǒng)，它是通過電磁波來傳遞信息的，其傳播速度是3×10⁸m/s．
（3）①汽車發(fā)動機工作過程中，不可避免地產(chǎn)生很多熱量，這些熱量如不及時帶走會影響機器的正常工作．由公式Q=cm△t知，在質(zhì)量和升高的溫度相同時，與其它液體比較，因為水的比熱較大，所以吸收的熱量最多，冷卻效果最好．
②水吸收的熱量為Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×10kg×50℃=2.1×10⁶J
（4）因為酒精的凝固點遠低于水的凝固點，酒精和水的一定比例的混合液的凝固點也遠低于水的凝固點0℃，冷卻液的凝固點降低了，才能防止低溫時冷卻液凝固膨脹損壞發(fā)動機，故選B．
（5）10kg汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量：
Q_放=mq=10kg×4.6×l0⁷J/kg=4.6×l0⁸J；
（6）轎車每行駛100km消耗汽油的體積：
v=8L=8×10^-3m³，
∴行駛100km消耗汽油的質(zhì)量：
m=ρv=0.71×10³kg/m³×8×10^-3m³=5.68kg．
（7）汽車的速度v=72km/h=20m/s，由P=Fv可得：
拉力F=

P

v

=

50000W

20m/s

=2.5×10³N，而物體做勻速運動，故阻力與拉力相等；
由于驅動輪主要給地面施加一個向后的力，由于物體間力的作用是相互的，地面會給車輪一個向前的摩擦力，故驅動輪所受摩擦力向前．
故答案為：（1）減小；因為小汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，車身上方空氣流速大，壓強小，小汽車受到了一個向上的升力，減小了小汽車對地面的壓力；
（2）電磁波；3×10⁸m/s；
（3）水的比熱容較大；2.1×10⁶；
（4）B；
（5）4.6×l0⁸；
（6）5.68；
（7）2.5×10³；前．

點評：本題以汽車為載體，考查了流體壓強與流速的關系、電磁波、水的比熱容大的應用、熱量的計算、密度公式的應用，二力平衡的條件等，知識點多、綜合性強，要求靈活運用所學知識，屬于難題！