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，它是通過

電磁波

來傳遞信息的，其傳播速度是

3×10⁸m/s

．
（3）汽車發動機工作時，缸體的溫度很高，為確保發動機正常工作，需對缸體進行冷卻．汽車發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，在東北地區汽車司機常用水和酒精的混合液體作為發動機的冷卻液，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．蒸發性能強 D．較易流動
（5）已知某國產驕車每行駛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生的熱量是

4.6×l0⁸

J．
（6）該汽車行駛100km消耗的汽油的質量是

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，產生升力，車子對地面壓力減小．
（2）GPS接收器通過接收衛星發射的導航信號，實現對車輛的精確定位并導航．衛星向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）知道汽油質量，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒產生的熱量；
（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，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）汽車安裝了GPS導航系統，它是通過電磁波來傳遞信息的，其傳播速度是3×10⁸m/s．
（3）①汽車發動機工作過程中，不可避免地產生很多熱量，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動機，故選B．
（5）10kg汽油完全燃燒產生的熱量：
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！