Question

2．2017年將要竣工的福建龍巖大橋，超過了法國的本艾因大橋成為世界上最重的轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)大橋．高架橋限速60km/h，正橋長340m，引橋總長1449m．假設一輛轎車從一側(cè)引橋駛?cè)臊垘r大橋．
（1）若轎車在正橋水平橋面上急速行駛，則根據(jù)轎車呈現(xiàn)的流線型外形可判斷，轎車對橋面的壓力小于（填“大于”、“等于”或“小于”）轎車的總重，其解釋原理是氣體的流速越大的地方，氣體的壓強就越小．
（2）若一輛轎車因故障而停在正橋水平橋面一側(cè)，該車質(zhì)量為1.6噸，每個輪胎與地面的接觸面積為200cm²，則轎車對橋面的壓強為多少？
（3）若轎車發(fā)動機的輸出功率恒定為80kW，則以高架橋限制時速用時勻速通過正橋水平橋面時，轎車受到摩擦阻力為多少？（不計空氣阻力）

Answer 1

分析 （1）流體壓強與流速的關系，在流速小的地方壓強大，轎車快速行駛時，上下方所受到的壓力差形成向上的升力，對地面的壓力減�。�
（2）根據(jù)G=mg求出重力，根據(jù)壓強公式求出壓強；
（3）根據(jù)公式P=Fv和二力平衡求出摩擦力大�。�

解答 解：
（1）轎車在快速行駛過程中，車子上方空氣的流速大于車子下方空氣的流速，由于氣體在流速大的地方壓強小，因而車子上方氣體的壓強小于車子下方氣體的壓強，轎車上下方所受到的壓力差形成向上的升力，從而使得轎車對地面的壓力小于車的重力．
（2）車對地面的壓力等于其重力：F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N；
轎車對橋面的壓強為為：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{16000N}{0.02{m}^{2}×4}$=2×10⁵Pa；
（3）車做勻速直線運動，在水平方向上牽引力等于摩擦力；車的速度為v=60km/h=$\frac{60}{3.6}$m/s；
由P=Fv得：摩擦力為：f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{80000W}{\frac{60}{3.6}m/s}$=4800N．
答：（1）小于；小；（2）轎車對橋面的壓強為為2×10⁵Pa；（3）轎車受到摩擦阻力為4800N．

點評 本題考查摩擦力和壓強的計算、流體壓強與流速在生活中的應用，難度不大，屬于基礎題．