Question

（2013?錦州）小潔家購買某型號的四輪汽車的質(zhì)量為1.8t，每個輪子與地面的接觸面積為20cm²．假期全家開車去某地旅游，下車時觀察里程表確定汽車行駛225km，所用時間是2.5h，消耗汽油20L（假設(shè)汽油完全燃燒），汽車發(fā)動機(jī)在這段時間內(nèi)的功率為20kW．求：
（1）汽車靜止時對路面的壓強(qiáng)．
（2）汽車行駛的平均速度是多少？
（3）汽車行駛過程的牽引力是多大？
（4）汽車發(fā)動機(jī)的效率是多少？（已知ρ_汽油=0.8×10³kg/m³，q_汽油=4.5×10⁷J/kg，g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）汽車靜止時對路面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再利用p=

F

S

求出對路面的壓強(qiáng)；
（2）已知行駛的路程和所用的時間，根據(jù)速度公式可求行駛的速度；
（3）已知功率和速度，根據(jù)公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv可求牽引力的大��；
（3）根據(jù)公式W=Pt可求汽車行駛過程所做的功，根據(jù)密度公式求出燃油的質(zhì)量，再根據(jù)Q=mq求出燃油完全燃燒放出熱量，二者之比就等于汽車發(fā)動機(jī)的效率．

解答：解：（1）汽車靜止時對路面的壓力：
F=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
汽車對地面壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

1.8×104N

4×20×10-4m2

=2.25×10⁶Pa；
（2）汽車行駛速度：
v=

s

t

=

225km

2.5h

=90km/h=25m/s；
（3）根據(jù)P=

W

t

=

Fs

t

=Fv可得：
汽車牽引力F=

P

v

=

20×103W

25m/s

=800N；
（4）汽車行駛過程所做的功：
W=Pt=20×10³W×2.5×3600s=1.8×10⁸J，
根據(jù)ρ=

m

V

可得：
消耗的燃油的質(zhì)量m=ρV=0.8×10³kg/m³×20×10^-3m³=16kg，
燃油完全燃燒放出熱量：
Q=mq=4.5×10⁷J/kg×16kg=7.2×10⁸J，
汽車發(fā)動機(jī)的效率是：
η=

W

Q

×100%=

1.8×108J

7.2×108J

×100%=25%．
答：（1）汽車靜止時對路面的壓強(qiáng)為2.25×10⁶Pa；
（2）汽車行駛速度是25m/s；
（3）汽車行駛過程的牽引力是800N；
（4）汽車發(fā)動機(jī)的效率是25%．

點(diǎn)評：本題是一道綜合計算題，考查的知識點(diǎn)較多，有重力的計算公式、壓強(qiáng)的計算公式、功的計算公式、功率的計算公式、機(jī)械效率的計算公式以及有關(guān)熱值的計算等．解題時要注意各知識點(diǎn)的綜合應(yīng)用．