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11. 随着时代的进步，轿车的车速和性能有了较大提升，某辆轿车的质量是1.6 t，每个轮子与地面的接触面积是0.02 m²。
(1)求该轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压强；(g取10 N/kg)
(2)当轿车高速行驶时，对地面的压力会（填“不变”“变大”或“变小”），请用所学过的物理知识分析其原因。
(1)求该轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压强；(g取10 N/kg)
(2)当轿车高速行驶时，对地面的压力会（填“不变”“变大”或“变小”），请用所学过的物理知识分析其原因。
答案
解：
(1) 轿车的质量$m=1.6\ \mathrm{t}=1.6×10^3\ \mathrm{kg}$
轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力：
$F=G=mg=1.6×10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^4\ \mathrm{N}$
轿车共有4个轮子，与地面的总接触面积：
$S=4×0.02\ \mathrm{m}^2=0.08\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^4\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^2}=2×10^5\ \mathrm{Pa}$
(2) 变小
原因：轿车外形上凸下平，高速行驶时，轿车上方空气流速大于下方空气流速，根据流体压强规律，流速越大的位置压强越小，轿车上方的空气压强小于下方的空气压强，空气对轿车产生向上的升力，因此轿车对地面的压力会变小。
答：(1) 该轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压强为$2×10^5\ \mathrm{Pa}$。
(1) 轿车的质量$m=1.6\ \mathrm{t}=1.6×10^3\ \mathrm{kg}$
轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压力等于自身重力：
$F=G=mg=1.6×10^3\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^4\ \mathrm{N}$
轿车共有4个轮子，与地面的总接触面积：
$S=4×0.02\ \mathrm{m}^2=0.08\ \mathrm{m}^2$
对地面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^4\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^2}=2×10^5\ \mathrm{Pa}$
(2) 变小
原因：轿车外形上凸下平，高速行驶时，轿车上方空气流速大于下方空气流速，根据流体压强规律，流速越大的位置压强越小，轿车上方的空气压强小于下方的空气压强，空气对轿车产生向上的升力，因此轿车对地面的压力会变小。
答：(1) 该轿车空载静止在水平地面上时，对地面的压强为$2×10^5\ \mathrm{Pa}$。
12.某兴趣小组的同学观察到:①飞机在起飞和航行时机翼的仰角不同;②飞机越大其机翼越大。他们想探究“机翼获得升力的大小与机翼仰角、机翼面积的关系”。(注:机翼仰角为机翼下表面与水平面的夹角,机翼面积指机翼在水平面上投影的面积)他们利用塑料、泡沫等材料自制了三个质量相同、形状相同、面积不同的“机翼”模型,用圆柱形空心笔杆穿过“机翼”并固定在“机翼”上,将一根金属杆从笔杆中穿过并上下固定,确保“机翼”能沿金属杆在竖直方向移动。将“机翼”挂在弹簧测力计的下方,如图
所示。
(1)用鼓风机对着“机翼”吹风,可以模拟飞机在空中飞行。当鼓风机向右吹风时,以气流为参照物,飞机向运动。
(2)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼”的大小,观察并记录弹簧测力计的示数;在
其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验。实验记录如表:
①在上述实验中,吹风前、后弹簧测力计示数的即为“机翼”获得的升力大小;
②通过分析数据可以得出结论:当“机翼”的质量、形状、面积和风速均相同时,仰角增大,“机翼”获得的升力(填“一定”或“不一定”)增大;当质量、形状、仰角和风速均相同时,“机翼”面积越大,获得的升力。
(3)实验时,“机翼”沿金属杆上升,金属杆对笔杆有向的摩擦力,因此测得的升力(填“大于”“等于”或“小于”)“机翼”实际获得的升力。
所示。(1)用鼓风机对着“机翼”吹风,可以模拟飞机在空中飞行。当鼓风机向右吹风时,以气流为参照物,飞机向运动。
(2)为了研究“机翼”获得的升力与仰角的关系,他们对同一个“机翼”吹风,并保持风速不变,只改变“机翼”的大小,观察并记录弹簧测力计的示数;在
其他条件相同时,更换面积不同的“机翼”重复上述实验。实验记录如表:
①在上述实验中,吹风前、后弹簧测力计示数的即为“机翼”获得的升力大小;
②通过分析数据可以得出结论:当“机翼”的质量、形状、面积和风速均相同时,仰角增大,“机翼”获得的升力(填“一定”或“不一定”)增大;当质量、形状、仰角和风速均相同时,“机翼”面积越大,获得的升力。
(3)实验时,“机翼”沿金属杆上升,金属杆对笔杆有向的摩擦力,因此测得的升力(填“大于”“等于”或“小于”)“机翼”实际获得的升力。
答案
解：
(1) 左
(2) 仰角
① 差值
② 不一定；越大
(3) 下；小于
(1) 左
(2) 仰角
① 差值
② 不一定；越大
(3) 下；小于
