Question

汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展．某型号四轮汽车质量为1.6×10³Kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m²，当它以15m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100Km消耗汽油量为8L．完全燃烧1L汽油释放的能量为3.6×10⁷J（取g=10N/Kg）．求：
（1）汽车静止时对路面的压强．
（2）汽车以15m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率．
（3）汽车以15m/s的速度匀速行驶时，汽车的效率．

Answer 1

解：
（1）汽车对地面压强p=====2×10⁵pa．
（2）牵引力的功率P===Fv=fv=600N×15m/s=9×10³W．
（3）若汽车行驶100Km，汽油燃烧放出的热量Q_放=qV=3.6×10⁷J/L×8L=2.88×10⁸J，
汽车牵引力做的功W=FS=fS=600N×100000m=6×10⁷J，
汽车的效率η==≈20.8%．
答：（1）汽车静止时对路面的压强为2×10⁵Pa．
（2）汽车以15m/s的速度匀速行驶时，牵引力的功率为9×10³W．
（3）汽车以15m/s的速度匀速行驶时，汽车的效率为20.8%．
分析：（1）汽车在平直的公路上，所以汽车对地面的压力等于汽车的重力，已知汽车的质量，可用公式G=mg求得汽车重力，再利用压强公式p=求得汽车对地面的压强．
（2）功率公式为P=，又因为W=FS，则P==Fv，汽车匀速行驶时，牵引力和阻力是一对平衡力，所以F=f，即可求得牵引力的功率．
（3）已知汽油的热值q=3.6×10⁷J/L和消耗的汽油的体积V，可利用Q=qV求得汽油完全燃烧放出的热量．利用公式W=FS求出汽车做的功．即可利用公式η=求出汽车的效率．
点评：本题考查了重力的计算、压强的计算、功的计算和效率的计算，计算压强时注意受力面积有几个？