Question

13．美國研制出“會飛的汽車”．如圖所示，其車身和一般的汽車相似，但車門多了兩個可折疊的翅膀，在陸地行駛時，翅膀折疊；在空中飛行時，翅膀張開．汽車的參數(shù)如下表．問：

汽車質(zhì)量	600kg	發(fā)動機功率	75kW
空中最大飛行速度	200km/h	最大飛行距離	800km
陸地最大行駛速度	150km/h	輪胎與地面接觸面積	4×0.03m2

（1）會飛的汽車飛行時，機翼上方的空氣流速大，壓強較�。�
（2）該汽車在地面以最大行駛速度勻速行駛0.2h，通過的距離是多少？
（3）該汽車靜止在地面上時，對地面的壓強是多少？
（4）若汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行200km，汽車受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）流體壓強與流速的關(guān)系：流速越大，壓強越��；流速越小，壓強越大；
（2）知道速度和時間，利用s=vt求出通過的距離；
（3）汽車對地面的壓力等于其重力，知道受力面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（4）知道汽車的飛行速度和功率，根據(jù)P=Fv求出牽引力，根據(jù)二力平衡條件求出汽車受到的阻力．

解答 解：
（1）等質(zhì)量的空氣在相同的時間內(nèi)同時通過機翼的上表面和下表面，由于上表面彎曲，所以機翼上方的流速就大于機翼前方的流速；而下表面平直，因此機翼下方的流速大致等于前方的流速，從而可以知道，機翼上方的流速大于機翼下方的流速，所以機翼上方的壓強小于機翼下方的壓強；
（2）由題知，汽車在地面以最大行駛速度v=150km/h，t=0.2h，
由v=$\frac{s}{t}$得汽車通過的距離：
s=vt=150km/h×0.2h=30km；
（3）汽車對地面的壓力：
F=G=mg=600kg×9.8N/kg=5880N，
輪胎與地面接觸面積S=4×0.03m³=0.12m³，
汽車對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5880N}{0.12{m}^{2}}$=4.9×10⁴Pa；
（4）汽車的最大飛行速度：v′=200km/h=$\frac{500}{9}$m/s，發(fā)動機功率P=75kW=75000W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得汽車的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{75000W}{\frac{500}{9}m/s}$=1350N，
因為汽車在空中勻速飛行，所以汽車受到的阻力f=F=1350N．
故答案為：（1）大；��；
（2）該汽車在地面以最大行駛速度勻速行駛0.2h，通過的距離是30km；
（3）該汽車靜止在地面上時，對地面的壓強是4.9×10⁴Pa；
（4）若汽車在空中以最大飛行速度勻速飛行200km，汽車受到的阻力是1350N．

點評 本題主要考查了學生對流體壓強與流速的關(guān)系、速度公式、重力公式、壓強公式、功率公式的了解與掌握，知識點較多，但都屬于基礎(chǔ)，難度不大．