Question

【題目】東東家購買了一架小橋車，質(zhì)量為1.6t，每個(gè)輪子與地面的接觸面積為20cm2 ． “五一”假期全家開車去某地旅游，下車時(shí)觀察里程表確定汽車行駛了144km，所用的時(shí)間是2h，消耗汽油12L（假設(shè)汽油完全燃燒），汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這段時(shí)間內(nèi)的功率為15KW．求：
（1）汽車靜止時(shí)對地面的壓強(qiáng)；
（2）汽車行駛的平均速度；
（3）汽車行駛過程中的牽引力；
（4）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3 ， q汽油=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：汽車靜止時(shí)對路面的壓力：

F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N，

汽車對地面壓強(qiáng)：

p= = =2×106Pa；

答：汽車靜止時(shí)對路面的壓強(qiáng)為2×106Pa；

（2）解：汽車行駛的平均速度：

v= = =72km/h=20m/s；

答：汽車行駛速度是20m/s；

（3）解：由P= = =Fv可得，汽車行駛過程中的牽引力：

F= = =750N；

答：汽車行駛過程的牽引力是750N；

（4）解：汽車行駛過程所做的功：

W=Pt=15×103W×2×3600s=1.08×108J，

由ρ= 可得，消耗汽油的質(zhì)量：

m=ρV=0.8×103kg/m3×12×10﹣3m3=9.6kg，

汽油完全燃燒放出的熱量：

Q=mq=9.6kg×4.5×107J/kg=4.32×108J，

汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：

η= ×100%= ×100%=25%．

答：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是25%．

【解析】（1）汽車靜止時(shí)對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�。唬�4）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．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí)，掌握壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa），以及對功率計(jì)算公式的應(yīng)用的理解，了解功率的計(jì)算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時(shí)間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．