Question

已知某型號(hào)的四輪汽車的質(zhì)量為1.6×10³Kg，每個(gè)輪子與地面的接觸面積為20cm²．在一段平直的高速公路上勻速行駛10.08km，所用時(shí)間是8min，消耗燃油3L（假設(shè)燃油完全燃燒），汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)的功率為63kW．若燃油的密度是0.8×10³kg/m³，熱值為3.15×10⁷J/kg，求：
（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)．
（2）汽車行駛速度是多少？
（3）汽車行駛過程的牽引力是多大？
（4）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？

Answer 1

解：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓力：
F=G=mg=1.6×10³kg×9.8N/kg=15680N，
汽車對(duì)地面壓強(qiáng)：
p===1.96×10⁶Pa；
（2）汽車行駛速度：
v===21m/s；
（3）根據(jù)P===Fv可得：
汽車牽引力F===3.0×10³N；
（4）汽車行駛過程所做的功：
W=Pt=63×10³W×480s=3.024×10⁷J，
根據(jù)ρ=可得：
消耗的燃油的質(zhì)量m=ρV=0.8×10³kg/m³×3×10^-3m³=2.4kg，
燃油完全燃燒放出熱量：
Q=qm=3.15×10⁷J/kg×2.4kg=7.56×10⁷J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是：
η===40%．
答：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.96×10⁶Pa；
（2）汽車行駛速度是21m/s；
（3）汽車行駛過程的牽引力是3.0×10³N；
（4）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是40%．
分析：（1）汽車靜止時(shí)對(duì)路面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再利用p=求出對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（2）已知行駛的路程和所用的時(shí)間，根據(jù)速度公式可求行駛的速度；
（3）已知功率和速度，根據(jù)公式P===Fv可求牽引力的大�。�
（3）根據(jù)公式W=Pt可求汽車行駛過程所做的功，根據(jù)密度公式求出燃油的質(zhì)量，再根據(jù)Q=mq求出燃油完全燃燒放出熱量，二者之比就等于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．
點(diǎn)評(píng)：本題是一道綜合計(jì)算題，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，有重力的計(jì)算公式、壓強(qiáng)的計(jì)算公式、功的計(jì)算公式、功率的計(jì)算公式、機(jī)械效率的計(jì)算公式以及有關(guān)熱值的計(jì)算等．解題時(shí)要注意各知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用．