Question

5．如圖是青島膠州灣跨海大橋，大橋全長(zhǎng)36km，成為世界最長(zhǎng)跨海大橋．大橋拉近了黃島開(kāi)發(fā)區(qū)與青島核心腹地的距離，改變膠州灣天塹阻隔實(shí)現(xiàn)“大青島”發(fā)展規(guī)劃．該大橋雙向6車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速80km/h．
（1）作為青島市民的小明，高興之余突然想：如果自己騎自行車(chē)走完全程需要多長(zhǎng)時(shí)間呢？小明測(cè)量出了自己自行車(chē)后輪的周長(zhǎng)為180cm，在平直的公路上測(cè)出自行車(chē)后輪轉(zhuǎn)50圈用時(shí)30s．請(qǐng)計(jì)算：小明如果騎車(chē)完成全程需要多少秒？
（2）如果某汽車(chē)以72km/h的速度通過(guò)大橋，該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為60kW．該汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的能量利用率為25%，請(qǐng)計(jì)算該汽車(chē)通過(guò)該大橋需要消耗汽油的質(zhì)量？（汽油熱值為4.5×10⁷J/kg）
（3）請(qǐng)用物理學(xué)的術(shù)語(yǔ)解釋?zhuān)瑸槭裁匆獙?duì)通過(guò)公路橋梁的機(jī)動(dòng)車(chē)的載重總質(zhì)量和速度進(jìn)行限制（分別答出一條即可）．

Answer 1

分析 （1）先求出自行車(chē)后輪轉(zhuǎn)50圈運(yùn)動(dòng)的距離，然后根據(jù)速度公式求出小明騎車(chē)的速度，然后根據(jù)速度公式求出時(shí)間；
（2）根據(jù)功率求出發(fā)動(dòng)機(jī)及做的功，然后根據(jù)效率求出熱量，最后求出汽油的質(zhì)量；
（3）從慣性、壓力等角度分析答題．

解答 解：（1）運(yùn)動(dòng)的路程：
s_人=50×180cm=9000cm=90m，
小明騎車(chē)的速度：
v_人=$\frac{{s}_{人}}{t}$=$\frac{90m}{30s}$=3m/s；
騎車(chē)完成全程需要的時(shí)間：
t_人=$\frac{{s}_{人}}{{v}_{人}}$=$\frac{36000km}{3m/s}$=12000s．
（2）汽車(chē)通過(guò)大橋用的時(shí)間是：
t_車(chē)=$\frac{{s}_{車(chē)}}{{v}_{車(chē)}}$=$\frac{36km}{72km/h}$=0.5h；
發(fā)動(dòng)機(jī)做的功為：
W_發(fā)=Pt=60000W×1800s=1.08×10⁸J；
由η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$得汽油放出的熱量是：
W_放=$\frac{{W}_{有}}{η}$=$\frac{1.08×1{0}^{8}J}{25%}$=4.32×10⁸J；
汽油的質(zhì)量為：
m=$\frac{{W}_{放}}{q}$=$\frac{4.32×1{0}^{8}J}{4.5×1{0}^{7}J}$=9.6kg．
（3）①機(jī)動(dòng)車(chē)的質(zhì)量越大，車(chē)的慣性越大，使剎車(chē)?yán)щy，易造成交通事故的發(fā)生，加強(qiáng)交通事故的嚴(yán)重性．
②機(jī)動(dòng)車(chē)的速度越大，剎車(chē)后汽車(chē)滑行的距離越遠(yuǎn)，易造成交通事故的發(fā)生．
③機(jī)動(dòng)車(chē)的質(zhì)量越大，對(duì)橋面的壓力越大（壓強(qiáng)越大），容易對(duì)橋面造成破壞． 
答：（1）小明如果騎車(chē)完成全程需要12000秒；
（2）汽車(chē)通過(guò)該大橋需要消耗汽油的質(zhì)量是9.6kg；
（3））①機(jī)動(dòng)車(chē)的質(zhì)量越大，車(chē)的慣性越大，使剎車(chē)?yán)щy，易造成交通事故的發(fā)生，加強(qiáng)交通事故的嚴(yán)重性．
②機(jī)動(dòng)車(chē)的速度越大，剎車(chē)后汽車(chē)滑行的距離越遠(yuǎn)，易造成交通事故的發(fā)生．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了求汽車(chē)的行駛時(shí)間、判斷是否超載、超載與超速的危害等，應(yīng)用速度公式的變形公式、知道交通標(biāo)志牌的含義即可正確解題．