Question

如圖所示，小轎車(chē)的質(zhì)量為1.5t（含油箱內(nèi)的18㎏汽油），每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.025㎡．老吳開(kāi)著這輛小轎車(chē)沿高速公路到某地去旅游，路程為300km．假設(shè)轎車(chē)是勻速行駛，且受到的阻力為920N．已知汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，汽油的熱值q為4.6×10⁷J/kg．
（1）若車(chē)內(nèi)人和物品的總質(zhì)量為100㎏，則車(chē)行駛時(shí)對(duì)水平地面會(huì)產(chǎn)生多大的壓強(qiáng)？（g取10N/㎏）
（2）汽車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功是多少？
（3）通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該小轎車(chē)在行駛途中是否需要加油？（燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q=mq）
（4）這種汽車(chē)的窗玻璃上都貼有一層棕色或茶色遮光膜，這一層膜貼上后，在車(chē)外面的人不易看清里面的人，但里面的人可以看清外面的，同時(shí)這層膜貼上后還可以起到遮光的目的，請(qǐng)你解釋產(chǎn)生一述現(xiàn)象的原因．

Answer 1

分析：（1）車(chē)行駛時(shí)對(duì)地面的壓力等于車(chē)和人以及物品的重力；根據(jù)公式P=

F

S

可求車(chē)行駛時(shí)對(duì)水平地面會(huì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）汽車(chē)勻速行駛，受到的牽引力等于阻力，根據(jù)公式W=FS可求牽引力做的功；
（3）已知汽油的質(zhì)量和熱值，根據(jù)公式Q=qm可求汽油完全燃燒釋放的能量，再與汽車(chē)所做的功進(jìn)行比較即可得出結(jié)論．
（4）轎車(chē)上的茶色遮光膜既能透光又能反光．有了這層膜，相當(dāng)于給玻璃上鍍了一層薄的透明的反射面，增強(qiáng)了對(duì)光的反射效果．人的眼睛能夠看清一個(gè)物體的前提是：這個(gè)物體發(fā)出或反射的可見(jiàn)光有足夠的量進(jìn)入觀察者的眼睛．

解答：解：
（1）水平地面受到的壓強(qiáng)為
P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

(1500kg+100kg)×10N∕kg

4×0.025m2

=1.6×10⁵Pa；
答：車(chē)行駛時(shí)對(duì)水平地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1.6×10⁵Pa；
（2）汽車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功是
W=FS=fS=920N×300000m=2.76×10⁸J；
答：汽車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功是2.76×10⁸J；
（3）汽油完全燃燒釋放的能量
Q=qm=4.6×10⁷J/kg×18kg=8.28×10⁸J；
轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量為
W_動(dòng)=Qη=8.28×10⁸J×30%=2.484×10⁸J＜2.76×10⁸J；
答：該小轎車(chē)在行駛途中需要加油．
（4）答：
①車(chē)內(nèi)的人或物體上反射到茶色玻璃表面的光就有很多被反射回車(chē)內(nèi)了，進(jìn)入到車(chē)外人眼睛中的光就很少了．
②這層膜同時(shí)也反射太陽(yáng)光，因此使得車(chē)內(nèi)較暗，車(chē)內(nèi)的人反射到汽車(chē)玻璃上的光線也就少了．
③這層膜的反光作用，對(duì)于車(chē)外面的人來(lái)說(shuō)相當(dāng)于一面鏡子，當(dāng)他向車(chē)內(nèi)看時(shí)，看到的是自己和車(chē)外景物的像．
所以轎車(chē)裝上茶色玻璃后，車(chē)外的行人就很難看清車(chē)內(nèi)人的面孔了．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、做功、能量的計(jì)算，光的反射等，關(guān)鍵是公式及其變形和物理規(guī)律的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于自身的重力．