Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經走進我們的家庭．仔細觀察和思考，可以發現小汽車的一些設計和使用過程中的許多現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1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

小

（選填“大”、“小”或“不變”），其原因是

空氣流動速度越大壓強越小，導致空氣對車產生向上的壓力差

．
（2）擋風玻璃傾斜安裝不僅可以減少空氣阻力，更重要的作用是

使各種反射光旁射，提高行車的安全性

．
（3）交通法規規定小汽車司機必須佩帶安全帶，目的是

減小因慣性而給人們帶來的危害

．
（4）如圖2所示，是小汽車內四沖程汽油機工作的部分沖程示意圖，其中

甲

圖是做過沖程，若汽油機飛輪轉速為1200轉/分，則1秒內汽油機對外做

10

次功．

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，產生升力，車子對地面壓力減小；
（2）根據光的反射定律和平面鏡成像的特點分析可知擋風玻璃相當于平面鏡，會使物體通過擋風玻璃成像，反映到司機的視野里，使司機分辨不清前方景物的虛實；
（3）根據慣性定律進行分析，即任何物體都有保持原來運動狀態的性質；
（4）在壓縮沖程末、做功沖程初，火花塞冒出電火花，將混合氣體點燃，混合氣體劇烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功．在這個過程中，燃氣推動活塞做功，內能減少，溫度降低，燃氣的內能轉化為活塞的機械能；
四沖程汽油機的四個沖程為一個工作循環，一個工作循環中只有做功沖程對外做功，活塞往復兩次，曲軸轉動兩周．先根據汽油機的轉速求出1s內汽油機曲軸的轉動圈數，然后求出1s內汽油機對外做功的次數．

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，空氣經過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強小，汽車在壓強差下產生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，小于汽車的重力．
（2）晚上行車需要開前大燈，這時根據光的反射定律，燈光會被迎面駛來汽車的擋風玻璃反射回來，耀眼的光亮將使司機睜不開眼；如果后面有車趕上來，那么后面車上的燈光也會通過豎直安裝的擋風玻璃形成明亮的虛像，妨礙司機的觀察；車內開燈照明時，來自車內人、物的光線都會通過擋風玻璃反映到司機的視野里，使司機分辨不清前方的景物．可見，豎直安裝的擋風玻璃，在晚間行車時會使反射光嚴重地干擾司機觀察，以致釀成車禍．為此，汽車的設計師們運用光的反射定律，巧妙地將擋風玻璃傾斜安裝，使各種反射光旁射，從而大大地提高了行車的安全性能．
（3）因為駕駛員和車一起運動，當車突然剎車時，人由于慣性還要保持原來的運動狀態，如果沒有使用安全帶會由于慣性是自己的頭部撞在方向盤上，所以駕駛員必須使用安全帶；
（4）由題中甲圖可知：兩氣門關閉、活塞下移，是做功沖程，乙圖：進氣門打開，排氣門關閉，活塞下移是吸氣沖程；
汽油機的轉速為1200r/min，說明1s內汽油機曲軸的轉動次數等于20．一個工作循環中，曲軸轉動兩周，對外做功一次，1s內曲軸轉動20次，對外做功10次
故答案為：
（1）小；空氣流動速度越大壓強越小，導致空氣對車產生向上的壓力差；
（2）使各種反射光旁射，提高行車的安全性；
（3）減小因慣性而給人們帶來的危害；
（4）甲；10．

點評：本題考查（1）流體壓強與流速的關系，關鍵知道流體流速越快，產生的壓強越小．
（2）學生根據光的反射定律和平面鏡成像特點分析實際問題的能力．
（3）知道任何物體都具有慣性，會用慣性知識解釋相關現象．
（4）內燃機四個沖程的判斷、做功沖程中能量的轉化，以及內燃機轉速的計算．在四沖程汽油機中，一個工作循環，曲軸轉兩圈，對外做功一次，這個知識是平常學習中比較容易忽視的，需要引起注意．