Question

13．一輛總重為1.6×10⁴N的汽車，若汽車輪胎與地面總的接觸面積為0.08m²，在高速公路上勻速行駛了10km，所受的平均阻力是汽車總重的0.05倍，汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg．求：
（1）汽車靜止在水平地面時，對地面的壓強是多少？
（2）汽車發(fā)動機的牽引力在這段路程內所做的功；
（3）若在這段路程內，小汽車消耗汽油是0.6kg，求小汽車發(fā)動機的效率．

Answer 1

分析 （1）已知水平路面上汽車對地面的壓力等于汽車的重力，又知汽車與地面的接觸面積，利用p=$\frac{F}{S}$即可求出壓強大�。�
（2）已知汽車所受的阻力和汽車行駛的路程，根據(jù)汽車勻速行駛時受力平衡求出汽車的牽引力，利用公式W=Fs即可求出；
（3）知道汽油的熱值和質量，利用Q_放=mq，求出汽油完全燃燒放出的熱量，然后根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽車發(fā)動機的效率．

解答 解：（1）汽車對地面的壓力：
F=G=1.6×10⁴N，
汽車對地面的壓強為：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）由于汽車在高速公路上勻速行駛，所以牽引力：
F=f=0.05G=0.05×1.6×10⁴N=800N，
牽引力做功為：
W=Fs=800N×1×10⁴m=8×10⁶J；
（3）0.6kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=0.6kg×4.6×10⁷J/kg=2.76×10⁷J，
汽車發(fā)動機的效率為：η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8×1{0}^{6}J}{2.76×1{0}^{7}J}$×100%≈29%．
答：（1）汽車靜止在水平地面時，對地面的壓強是2×10⁵Pa；
（2）汽車發(fā)動機的牽引力在這段路程內所做的功為8×10⁶J；
（3）若在這段路程內，小汽車消耗汽油是0.6kg，小汽車發(fā)動機的效率為29%．

點評 本題考查了效率公式、做功公式、燃料熱值和二力平衡條件的應用，難點在第三問，明白發(fā)動機的效率含義是得到正確答案的關鍵．