Question

2011年4月12日，英國倫敦展出了新研發(fā)的“偵探獵犬”超音速汽車，如圖所示．該車功率極大，最大車速能達(dá)到1609km/h，創(chuàng)造了短期內(nèi)無法超越的世界紀(jì)錄．在一次測試中，“偵探獵犬”以400m/s的速度勻速直線行駛了2000m，受到水平方向的阻力為2×10⁵N．問：在測試過程中，
（1）汽車受到水平方向的牽引力是多少？
（2）汽車牽引力所做的功和功率分別是多少？
（3）該車的外觀設(shè)計(jì)成流線型，這樣做的好處是什么？

Answer 1

分析：（1）知道“偵探獵犬”勻速直線行駛，處于平衡狀態(tài)，在水平方向上受到的牽引力和阻力為一對平衡力，據(jù)此求出牽引力的大小；
（2）知道行駛距離s，根據(jù)W=Fs求汽車牽引力所做的功；知道勻速行駛的速度，利用公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求汽車牽引力的做功功率；
（3）汽車高速行駛，受到較大的空氣阻力，從這方面分析回答．

解答：解：（1）∵“偵探獵犬”勻速直線行駛，
∴汽車處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力為一對平衡力，
∴牽引力：F=f=2×10⁵N；
（2）汽車牽引力所做的功：
W=Fs=2×10⁵N×2000m=4×10⁸J，
汽車牽引力做功功率：
P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=2×10⁵N×400m/s=8×10⁷W；
（3）車上部空氣流速大，下部流速小，高速行駛時(shí)可減小汽車對地面的壓力，從而減小阻力．
答：（1）汽車受到水平方向的牽引力是2×10⁵N；
（2）汽車牽引力所做的功和功率分別是4×10⁸J、8×10⁷W；
（3）該車的外觀設(shè)計(jì)成流線型，這樣做的好處是為了減小阻力．

點(diǎn)評：二力平衡的判斷方法：一是根據(jù)平衡條件（大小相等、方向相反、作用在一個(gè)物體上、作用在一條直線上），二是根據(jù)處于平衡狀態(tài)（靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)）．