Question

5．隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，小汽車(chē)越來(lái)越多地走進(jìn)了我市普通家庭．如表為小軍家小汽車(chē)的相關(guān)數(shù)據(jù)：

總質(zhì)量：1600kg	額定功率：100kW	排量：2.0L
車(chē)輪與地面的總接觸面積：8.0×10-2m2	水箱容量：5L	轉(zhuǎn)速：6000r/min

（1）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為多少Pa？（g=10N/kg）
（2）在每秒發(fā)動(dòng)機(jī)做功多少次？
（3）假若該車(chē)在水平路面上以40kW的功率勻速行駛11.5min，消耗汽油1.5kg，求小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．（q_汽油=4.6×10⁷Jkg）（汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)效率的計(jì)算結(jié)果精確到1%）

Answer 1

分析 （1）汽車(chē)靜止時(shí)，對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)一個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周做功一次即可判斷；
（3）根據(jù)W=Pt求出有用功，根據(jù)Q=mq求出消耗汽油產(chǎn)生的熱量，兩者之比即為小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓力：
F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{16000N}{8.0×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）由于一個(gè)工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)兩周做功一次；則轉(zhuǎn)速為6000r/min，即每秒曲軸轉(zhuǎn)100r，則做功50次；
（3）勻速行駛11.5min，做的有用功：
W=Pt=40×10³W×11.5×60s=2.76×10⁷J，
1.5kg汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q=mq=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.76×1{0}^{7}J}{6.9×1{0}^{7}J}$×100%=40%．
答：（1）該車(chē)靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×10⁵Pa；
（2）在每秒發(fā)動(dòng)機(jī)做功50次；
（3）汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了能源的分類(lèi)和內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程、壓強(qiáng)的計(jì)算、功的計(jì)算、熱量的計(jì)算、效率的計(jì)算等，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，有一定的難度．