Question

14．“五一”假期，小張一家開車到百色旅游，汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量為1.6×10³kg，車輪與地面的總接觸面積為0.08m²．當(dāng)汽車以80km/h的速度在平直路面勻速行駛時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力為1000N，效率為30%，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg（假設(shè)汽油完全燃燒）．求：
（1）汽車靜止時(shí)對(duì)水平路面壓力的大小．
（2）汽車以80km/h的速度勻速行駛0.5h，汽車行駛的路程．
（3）若汽車按照這種方式行駛，小張家到百色的路程為138km，往返一次汽車牽引力做的功是多少？至少要給汽車加多少kg的汽油？

Answer 1

分析 （1）已知汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量，可求汽車的總重力，根據(jù)靜止在水平面上的物體對(duì)水平面的壓力等于其自身重力，可知其對(duì)水平路面的壓力大��；
（2）已知汽車行駛的時(shí)間和速度，利用速度公式變形可求得汽車行駛的路程；
（3）已知牽引力和行駛的路程，利用W=Fs得到牽引力往返一次所做的功；已知牽引力所做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，利用Q=$\frac{W}{η}$可以得到汽油放出的熱量；最后，已知汽油產(chǎn)生的熱量和汽油的熱值，利用m=$\frac{Q}{q}$得到汽油的質(zhì)量．

解答 解：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓力：
F=G=mg=1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10⁴N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得，汽車行駛的路程：
s=vt=80km/h×0.5h=40km；
（3）汽車往返一次牽引力做的功W=Fs_總=2Fs=2×10³N×1.38×10⁵m=2.76×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%，得Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{2.76×1{0}^{8}J}{30%}$=9.2×10⁸J，
由Q_放=mq，得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{9.2×1{0}^{8}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=20kg．
答：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)水平路面壓力為1.6×10⁴N；
（2）汽車行駛的路程為40km；
（3）汽車往返一次汽車牽引力做的功是2.76×10⁸J； 至少要給汽車加20kg的汽油．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)速度公式、功的公式、效率公式和熱量公式的掌握情況，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，是一道綜合性較強(qiáng)的題目，第三小題計(jì)算需要的汽油質(zhì)量時(shí)，明白發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率是得到正確答案的第一步．