Question

9．人們生活水平的日益提高使小汽車越來越多地走進了百姓人家．一輛使用汽油為燃料的小汽車質量600kg，每個輪胎與地面的接觸面積為500cm²．
（1）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多少？
（2）若該車以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機的實際功率為20kW．小汽車行駛的距離為100km則車運動的時間和發(fā)動機所做的功是多少？
（3）若該小汽車在這段路程中耗汽油的質量為9kg，汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg．求：發(fā)動機的效率．

Answer 1

分析 （1）水平地面上的物體的壓力和自身的重力相等，根據G=mg求出其大小，再根據p=$\frac{F}{S}$求出汽車靜止在水平地面上時對地面的壓強；
（2）已知汽車的速度和通過的路程，根據公式t=$\frac{s}{v}$可求運動的時間；已知功率和運動的時間，根據公式W=Pt可求發(fā)動機所做的功；
（3）根據公式Q=qm可求釋放的能量，做的功與釋放能量的比值就是發(fā)動機的效率．

解答 解：（1）汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
F=G=mg=600kg×9.8N/kg=5880N，
對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5880N}{4×5×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2.94×10⁴Pa；
（2）v=72km/h=20m/s；
由v=$\frac{s}{t}$可得，運動時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1×1{0}^{5}m}{20m/s}$=5×10³s；
由P=$\frac{W}{t}$可得，發(fā)動機所做的功：
W=Pt=20×10³W×5×10³s=1×10⁸J；
（3）發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{W}{qm}$×100%=$\frac{1×1{0}^{8}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg×9kg}$×100%≈24%．
答：（1）該車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是2.94×10⁴Pa；
（2）車運動的時間為5×10³s；發(fā)動機所做的功是1×10⁸J；
（3）發(fā)動機的效率為24%．

點評 本題考查壓強、時間、做功和效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活應用，考查的知識點比較多，主要考查對所學物理知識的靈活應用能力．