Question

【題目】隨著居民生活水平的不斷提高，家用轎車(chē)越來(lái)越多地走進(jìn)了普通百姓人家．下表為某型家用轎車(chē)的有關(guān)數(shù)據(jù)：

家用轎車(chē)的總質(zhì)量1200kg	家用轎車(chē)的額定功率30kW
每個(gè)輪胎與地面的接觸面積0.02m2	油箱的容積55L

①該家用轎車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
②若該家用轎車(chē)在額定功率下以72km/h的速度勻速行駛在平直的公路上，則該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是多少？
③該家用轎車(chē)仍以72km/h的速度勻速行駛10min，消耗汽油1.3kg，該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？（假設(shè)汽油完全燃燒，汽油熱值q=4.6×107J/kg，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

【答案】解：①該汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p= = =1.5×105Pa；
②行駛速度v=72km/h=20m/s，
由P= = =Fv得：
該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力：
F= = =1500N；
③汽車(chē)以額定功率勻速直線(xiàn)行駛10min牽引力所做的功：
W=Pt=30×103W×10×60s=1.8×107J，
完全燃燒1.3kg汽油放出熱量：
Q放=m′q=1.3kg×4.6×107J/kg=5.98×107J，
該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是：
η= ×100%= ×100%≈30.1%．
答：①該家用轎車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為1.5×105Pa；②該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是1500N；③該車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30.1%．
【解析】①該汽車(chē)靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p= 求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；②根據(jù)P= = =Fv求出發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力；③根據(jù)W=Pt求出汽車(chē)以額定功率勻速直線(xiàn)行駛10min牽引力所做的功，再利用Q放=mq可求出完全燃燒1.3kg汽油放出熱量，最后用η= 求出汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
本題考查了壓強(qiáng)、功率、熱量、效率的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形式的靈活應(yīng)用．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算和功率計(jì)算公式的應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）；功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．