Question

9．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)了杜會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展．某型號(hào)四輪汽車質(zhì)量為1.6×10³kg．每個(gè)輪子與地面的轉(zhuǎn)觸面積為0.02m²．當(dāng)它以60km/h的速度在平直路面上勻速行駛時(shí)．受到的阻力為600N．每行駛100km消耗汽袖量為8L，完全燃燒1L汽油釋放的能量為3.5×10⁷J（取g=10N/kg）求：
（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（2）汽車以60km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率；
（3）汽車以60km/h的速度勻速行駛時(shí)，汽車的效率．

Answer 1

分析 （1）知道汽車質(zhì)量求重力、對(duì)地面的壓力，利用壓強(qiáng)公式求壓強(qiáng)；
（2）知道阻力，根據(jù)二力平衡求牽引力，再利用功率公式求解；
（3）知道牽引力做功（有用功），完全燃燒汽油釋放的能量（總功）計(jì)算汽車的效率．

解答 解：（1）汽車對(duì)地面壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{3}kg×10N/kg}{4×0.02{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：F=f=600N，
牽引力功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=600N×$\frac{60}{3.6}$m/s=1.0×10⁴W；
（3）因?yàn)橥耆�燃�?L汽油釋放的能量為3.5×10⁷J，則完全燃燒8L汽油放出的熱量：
Q=3.5×10⁷J/L×8L=2.8×10⁸J，
因?yàn)槠�車勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以F=f=600N，
汽車牽引力做的功：
W=Fs=600N×10⁵m=6×10⁷J，
汽車的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.8×1{0}^{8}J}$×100%≈21.43%．
答：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)為2×10⁵Pa；
（2）汽車以60km/h的速度勻速行駛時(shí)，牽引力的功率為1×10⁴W．
（3）汽車以60km/h的速度勻速行駛時(shí)，汽車的效率為21.43%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)壓強(qiáng)公式、速度公式、功的公式、功率公式、二力平衡條件的掌握和運(yùn)用，計(jì)算固體壓強(qiáng)時(shí)，注意受力面積的計(jì)算（四個(gè)輪子與地面的接觸面積），另外功率還可以用P=Fv計(jì)算．