Question

【题目】随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多的走进普通家庭。一辆质量为1.2t的汽车，轮胎与路面接触的总面积是0.1m2，在某一水平路面上以72km/h的速度匀速行驶了20分钟，共消耗3.2kg汽油，在行驶过程中汽车受到的阻力为汽车重量的0.2倍。（q汽油＝4.5×107J/kg，g＝10N/kg）。试求：

（1）汽车对水平地面的压强是多少？

（2）汽车牵引力做功的功率是多少？

（3）汽车发动机发动机的效率是多少？

Answer 1

【答案】（1）1.2×105Pa；（2）4.8×104W；（3）40%。

【解析】

（1）汽车对水平地面的压力等于自身重力，根据F＝G＝mg求出其大小，利用p＝求出汽车对水平地面的压强；

（2）汽车匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力平衡，根据F＝f＝0.2G求出汽车的牵引力，又知道汽车行驶的速度，利用P＝＝＝Fv求出汽车牵引力做功的功率；

（3）知道汽车匀速行驶的功率和时间，利用W＝Pt求出汽车牵引力做的功，利用Q放＝mq求出3.2kg汽油完全燃烧释放的热量，利用η＝×100%求出汽车发动机的效率。

（1）汽车对水平地面的压力：

F＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N，

汽车对水平地面的压强：

p＝＝＝1.2×105Pa；

（2）因汽车匀速行驶处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，

所以，汽车的牵引力：

F′＝f＝0.2G＝0.2×1.2×104N＝2.4×103N，

汽车行驶的速度：

v＝72km/h＝20m/s，

汽车牵引力做功的功率：

P＝＝＝F′v＝2.4×103N×20m/s＝4.8×104W；

（3）汽车匀速行驶的时间：

t＝20min＝1200s，

汽车牵引力做的功：

W＝Pt＝4.8×104W×1200s＝5.76×107J，

3.2kg汽油完全燃烧释放的热量：

Q放＝m汽油q汽油＝3.2kg×4.5×107J/kg＝1.44×108J，

汽车发动机发动机的效率：

η＝×100%＝×100%＝40%.