汽车上坡为什么要减速

来源 :中学生数理化·八年级物理人教版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hy3508
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  “五一”假期到了,在小辉的要求下,一家人决定去旅游,去体验美好的大自然,欣赏春天的美景,
  旅游大巴车在路上飞驰,车内欢声笑语,车外是翠绿的树木和绿油油的麦田,以及星星点点的野花.天空还不时有小鸟飞过,导游用甜美的声音介绍着风景,好不惬意.突然,小辉感觉大巴车的速度慢了下来.定眼一看,原来是车驶上了一个比较陡的斜坡.
  “汽车上坡时速度为什么要减慢呢?”小辉心里非常疑惑,随之就把自己的困惑和爸爸说了.
  爸爸解释说:“当汽车沿较陡的斜坡上行时,通常都要挂低挡,但同时却要开足马力,加大油门,汽车才能上行,否则发动机很可能因功率超负荷而熄火.爬坡时万一出现这种情况是很危险的,”
  小辉连连摇头,爸爸看出小辉根本不明白其中的原理,说道:“听不明白吗,我再给你好好讲讲!”
  “好好坐着吧,这是公共场合,不要高谈阔论打扰别人!”听见两人说话,小辉的妈妈不由地插嘴道,父子俩对视一下,会意地一笑,闭上了嘴巴.
  到了目的地,安顿好房间后,小辉迫不及待地“旧事重提”,
  “坐了一路车,有点渴.”爸爸边说边做了个要喝水的动作.
  “爸爸,您就别卖关子了!”小辉边说边迅速地给爸爸倒了一杯水.爸爸抿了一口水,说:“你知道,对于汽车而言,前进的动力是由发动机提供的,而发动机的核心参数(重要的性能指标)是功率,一个发动机的最大输出功率是固定不变的.”
  “功率?我们刚学过有关功率的知识.”
  “既然你学过功率的知识,你看看能不能从发动机的角度解释这个问题.”
  “哦,我试试!”小辉一边说着,一边就开始思考.
  “对于每辆车来说,它的最大功率值是有限度的,如果我们设某汽车可达到的最大输出功率为P.则P=w/t,若汽车在t时间内,在牵引力F的作用下,匀速通过了s的路程,则汽车牵引力F在t时间内所做的功为W=Fs,因此有,即汽车的功率等于牵引力与速度的乘积.汽车上坡时需要的牵引力要比在平直公路上的大,由P=Fv可知,当功率P一定(不可增大)时,发动机的牵引力与速度的乘积是一个定值.则牵引力F的大小与汽车的速度成反比,即牵引力F大.速度必小;反之,牵引力F小,速度大.”小辉拿起写有推导过程的纸给爸爸看,自豪的说:“是这样吧,爸爸!”
  “好小子,有你的,基本原理是这样的,只是为什么汽车上坡需要很大的牵引力还需要给你说明一下.”爸爸看完后说道.
  “因为汽车在平直公路上匀速行驶时,牵引力F的大小应等于汽车行驶中所受的阻力,而汽车在上坡时,除了要克服摩擦及空气阻力外,还要有相当大的力来克服汽车及货物的重力作用,所以,要上坡爬行,汽车的牵引力就要比在平路行驶时增大很多,而汽车的最大功率又是有限度的,为获得足够大的牵引力.就必须相应地减慢速度.因此,在上坡时,汽车司机必须换用低速挡,同时加大油门,使汽车输出功率最大.才能保证汽车爬上陡坡去,”
  “生活中我们看到的拖拉机犁地时要比在路面上行驶得慢,挑山夫负重上山时总是慢悠悠的,也是利用了同样的道理.”爸爸接着说.
  小辉点点头做了一个鬼脸,“我也口渴了!”说着从爸爸的手中抢过水杯,连喝几口.“臭小子,敢抢我的水喝!”房间里传出父子俩的笑声.
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