Question

11．汽車是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利，促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展．某型號四輪汽車質(zhì)量為1.8×10³Kg，每個(gè)輪子與地面的接觸面積為0.02m²．（g取10N/kg）
（1）汽車靜止時(shí)對路面的壓強(qiáng)為225000Pa，考慮到汽車的形狀，汽車在全速行使時(shí)與靜止時(shí)相比，對地面的壓強(qiáng)將減小（填“變大”“變小”或“不變”）
（2）汽車剎車后，汽車不能立刻停下來，那是因?yàn)槠�車具有慣性．又因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的汽車具有動(dòng)能，所以若汽車在碰撞物體前不能停下，則將會(huì)發(fā)生交通事故，下表是給出了物體的動(dòng)能E與質(zhì)量m和速度V的關(guān)系，分析表格中的數(shù)據(jù)請你寫出物體動(dòng)能E與物體速度V和質(zhì)量m的關(guān)系表達(dá)式E=0.5mv²．

質(zhì)量m/kg	1	2	1	2	4	2
速度V/m•s-1	1	1	2	2	2	4
動(dòng)能E/J	0.5	1	2	4	8	16

（3）若汽車在加速時(shí)，汽車的動(dòng)力一方面克服地面的阻力做功，同時(shí)汽車的動(dòng)能也不斷增加，該款汽車在以最大功率進(jìn)行百公里加速（從靜止加速到100km/h）測試時(shí)，所用時(shí)間為10s，在該段加速時(shí)間內(nèi)行使的路程為150m，消耗掉100g汽油，汽車所受阻力為汽車重力的0.4倍，求在該百公里加速過程中．（汽油的熱值等于4.6×10⁷ J/kg）求
①汽車的平均速度；
②汽車克服地面阻力所做功；
③汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）物塊放在水平地面上對地面的壓力和自身的重力相等，利用p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強(qiáng)；小汽車的造型為流線型，行駛時(shí)上方氣體比下方氣體流速大．根據(jù)“流速越大，壓強(qiáng)越小”的原理，可得出結(jié)論；
（2）一切物體都具有保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫慣性；通過表格數(shù)據(jù)，歸納物體的動(dòng)能（E）與物體的質(zhì)量（m）和運(yùn)動(dòng)速度（v）的定量關(guān)系；
（3）①平均速度指某段時(shí)間內(nèi)通過路程的多少，由v=$\frac{s}{t}$求解；
②汽車克服阻力所做的功即為汽車牽引力所做的功，可由W=Fs=fs求解；
③由Q=mg計(jì)算所消耗的汽油完成燃燒時(shí)放出的熱量，由η=$\frac{W}{Q}$×100%計(jì)算汽車的效率．

解答 解：（1）汽車對水平地面的壓力：F_壓=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
汽車對水平地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{0.02{m}^{2}×4}$=225000Pa；
汽車外型是流線型，當(dāng)汽車行駛時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)，空氣經(jīng)過上方的路程比下方路程長，流速大，壓強(qiáng)小，汽車在壓強(qiáng)差下產(chǎn)生向上的升力，汽車對路面的壓力減小，由p=$\frac{F}{S}$可得，其對水面地面的壓強(qiáng)會(huì)減�。�
（2）汽車剎車后，不能立刻停下來，那是因?yàn)槠�車具有慣性；分析表格中的數(shù)據(jù)可知，汽車的質(zhì)量越大、汽車的速度越大，汽車具的動(dòng)能就越大，具體的量的關(guān)系為：E=0.5mV²；
（3）①汽車的速度為：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{150m}{10s}$=15m/s；
②汽車克服地面阻力所做功：W=Fs=fs=0.4Gs=0.4×1.8×10⁴N×150m=1080000J；
③100g汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量：Q=mq=100×10^-3kg×4.6×10⁷ J/kg=4.6×10⁶ J，
汽車的效率η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1080000J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=23.5%．
答：（1）225000；減�。唬�2）慣性；0.5mV²；
（3）①汽車的平均速度為15m/s；
②汽車克服地面阻力所做功為1080000J；
③汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為23.5%．

點(diǎn)評 本題考查的壓強(qiáng)、速度、功及效率的計(jì)算，要會(huì)根據(jù)數(shù)據(jù)分析并歸納出量的關(guān)系，理解慣性是物體一種屬性，綜合性強(qiáng)．