Question

隨著人們生活水平的不斷提高，各種小汽車已經(jīng)走進(jìn)我們的家庭．仔細(xì)觀察和思考，可以發(fā)現(xiàn)小汽車的一些設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中的許多現(xiàn)象都與物理知識(shí)有關(guān)，請(qǐng)你用學(xué)過(guò)的物理知識(shí)解答下面的問(wèn)題：

（1）小汽車的外形設(shè)計(jì)成流線型（如圖1所示），當(dāng)小汽車在水平路面上高速行駛時(shí)對(duì)路面的壓力比靜止時(shí)______（選填“大”、“小”或“不變”），其原因是______．
（2）擋風(fēng)玻璃傾斜安裝不僅可以減少空氣阻力，更重要的作用是______．
（3）交通法規(guī)規(guī)定小汽車司機(jī)必須佩帶安全帶，目的是______．
（4）如圖2所示，是小汽車內(nèi)四沖程汽油機(jī)工作的部分沖程示意圖，其中______圖是做過(guò)沖程，若汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分，則1秒內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做______次功．

Answer 1

【答案】分析：（1）車子靜止在水平面上，車子對(duì)路面的壓力等于重力；當(dāng)流線型的車子快速行駛時(shí)，產(chǎn)生升力，車子對(duì)地面壓力減小；
（2）根據(jù)光的反射定律和平面鏡成像的特點(diǎn)分析可知擋風(fēng)玻璃相當(dāng)于平面鏡，會(huì)使物體通過(guò)擋風(fēng)玻璃成像，反映到司機(jī)的視野里，使司機(jī)分辨不清前方景物的虛實(shí)；
（3）根據(jù)慣性定律進(jìn)行分析，即任何物體都有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)；
（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(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓�推�?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功．在這個(gè)過(guò)程中，燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，內(nèi)能減少，溫度降低，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能；
四沖程汽油機(jī)的四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，一個(gè)工作循環(huán)中只有做功沖程對(duì)外做功，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周．先根據(jù)汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速求出1s內(nèi)汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，然后求出1s內(nèi)汽油機(jī)對(duì)外做功的次數(shù)．
解答：解：（1）如圖，小汽車外型是流線型，當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過(guò)上方的路程比下方路程長(zhǎng)，流速大，壓強(qiáng)小，汽車在壓強(qiáng)差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對(duì)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(shí)根據(jù)光的反射定律，燈光會(huì)被迎面駛來(lái)汽車的擋風(fēng)玻璃反射回來(lái)，耀眼的光亮將使司機(jī)睜不開眼；如果后面有車趕上來(lái)，那么后面車上的燈光也會(huì)通過(guò)豎直安裝的擋風(fēng)玻璃形成明亮的虛像，妨礙司機(jī)的觀察；車內(nèi)開燈照明時(shí)，來(lái)自車內(nèi)人、物的光線都會(huì)通過(guò)擋風(fēng)玻璃反映到司機(jī)的視野里，使司機(jī)分辨不清前方的景物．可見(jiàn)，豎直安裝的擋風(fēng)玻璃，在晚間行車時(shí)會(huì)使反射光嚴(yán)重地干擾司機(jī)觀察，以致釀成車禍．為此，汽車的設(shè)計(jì)師們運(yùn)用光的反射定律，巧妙地將擋風(fēng)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?yàn)轳{駛員和車一起運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然剎車時(shí)，人由于慣性還要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如果沒(méi)有使用安全帶會(huì)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(guān)閉、活塞下移，是做功沖程，乙圖：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞下移是吸氣沖程；
汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為1200r/min，說(shuō)明1s內(nèi)汽油機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)等于20．一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次，1s內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)20次，對(duì)外做功10次
故答案為：
（1）小；空氣流動(dòng)速度越大壓強(qiáng)越小，導(dǎo)致空氣對(duì)車產(chǎn)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(lái)的危害；
（4）甲；10．
點(diǎn)評(píng)：本題考查（1）流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系，關(guān)鍵知道流體流速越快，產(chǎn)生的壓強(qiáng)越小．
（2）學(xué)生根據(jù)光的反射定律和平面鏡成像特點(diǎn)分析實(shí)際問(wèn)題的能力．
（3）知道任何物體都具有慣性，會(huì)用慣性知識(shí)解釋相關(guān)現(xiàn)象．
（4）內(nèi)燃機(jī)四個(gè)沖程的判斷、做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化，以及內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算．在四沖程汽油機(jī)中，一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩圈，對(duì)外做功一次，這個(gè)知識(shí)是平常學(xué)習(xí)中比較容易忽視的，需要引起注意．