Question

2011年4月12日，英国伦敦展出了新研发的“侦探猎犬”超音速汽车，如图所示．该车功率极大，最大车速能达到1609km/h，创造了短期内无法超越的世界纪录．在一次测试中，“侦探猎犬”以400m/s的速度匀速直线行驶了2000m，受到水平方向的阻力为2×10⁵N．问：在测试过程中，

（1）汽车受到水平方向的牵引力是多少？

（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是多少？

（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是什么？

Answer

（1）汽车受到水平方向的牵引力是2×105N；

（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是4×108J、8×107W；

（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是为了减小阻力．

【解析】【解析】
（1）∵“侦探猎犬”匀速直线行驶，

∴汽车处于平衡状态，受到的牵引力和阻力为一对平衡力，

∴牵引力：F=f=2×105N；

（2）汽车牵引力所做的功：

W=Fs=2×105N×2000m=4×108J，

汽车牵引力做功功率：

P===Fv=2×105N×400m/s=8×107W；

（3）车上部空气流速大，下部流速小，高速行驶时可减小汽车对地面的压力，从而减小阻力．

答：（1）汽车受到水平方向的牵引力是2×105N；

（2）汽车牵引力所做的功和功率分别是4×108J、8×107W；

（3）该车的外观设计成流线型，这样做的好处是为了减小阻力．

考点：功的计算；阻力对物体运动影响的探究实验；二力平衡条件的应用；功率的计算．

专题：计算题；应用题；简答题；压轴题；推理法．

分析：（1）知道“侦探猎犬”匀速直线行驶，处于平衡状态，在水平方向上受到的牵引力和阻力为一对平衡力，据此求出牵引力的大小；

（2）知道行驶距离s，根据W=Fs求汽车牵引力所做的功；知道匀速行驶的速度，利用公式P===Fv求汽车牵引力的做功功率；

（3）汽车高速行驶，受到较大的空气阻力，从这方面分析回答．