Question

小明家新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h．请根据下表提供的信息，运用所学的知识解答下列问题．（g取10N/kg）

汽车质量/kg	1500
静止时一个轮胎与地接触面积/cm2	150
发动机功率/kW	23

（1）汽车（空载）静止时对水平地面的压力和压强各多大？
（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（3）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？

Answer 1

分析：（1）静止在水平面上的物体对地面的压力等于其重力；再利用P=

F

S

求得对水平地面的压强；
（2）已知汽车的功率和行驶的速度，根据公式P=Fv可求汽车匀速行驶时所受的牵引力；
（3）空气流速大的地方气压小，流速大的地方压强小，对汽车受力分析得出结论．

解答：解：（1）小汽车对地面的压力为
F=G=mg=1500Kg×10N/kg=1.5×10⁴N
小汽车对地面的压强为
P=

F

S

=

1.5×104N

4×150×10-4m2

=2.5×10⁵Pa
（2）小汽车的速度为
v=

s

t

=

144km

2h

=72km/h=20m/s
由P=Fv得小汽车匀速行驶时所受的牵引力为
F=

P

v

=

23×103W

20m/s

=1.15×10³N．
（3）车是流线型设计，车高速行驶时，车上部的空气流速度较快，压强小；车底部的空气流速小，压强大，空气对车的压力的合力向上，产生向上升的力，使车对对地压力小于自身重力；车静止时对地面的压力等于车的自身重力．所以静止时车对地面的压力大．
答：（1）汽车（空载）静止时对水平地面的压力为1.5×10⁴N压强为2.5×10⁵Pa；
（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是1.15×10³N．
（3）静止时车对地面的压力大；因为高速行驶时汽车的构造使上部空气流速较快，压强小，从而产生向上升的力，对地压力小于自身重力．

点评：本题考查速度、牵引力、等的计算，主要是公式及其变形的灵活运用，同时也涉及到了流体压强与流速的关系．涉及的面很广，是一道很好的综合性题目．