Question

【题目】随着雾霾现象的日益严重，我国越来越重视新能源汽车的开发，如图所示是我国新研发的一辆以氢燃料为动力的概念车，若轮子的着地总面积为0.4m2 ， 车自身质量1200kg，车内最多可载四人，最大车速为180k．/h，加注一次燃料最多可行驶1000km．车行驶时受到的阻力为其重力的0.08倍（每人的质量为50kg，g=10N/kg，q氢=1.4x108J/kg）求：
（1）载四人后车静止时对地面的压强多大？
（2）载四人以最大车速行驶时，牵引力的功率为多少？
（3）若该行驶过程中发动机的效率是50%，最多一次可加注氢气的质量为多少kg？

Answer 1

【答案】
（1）解：载四人后车静止时对地面的压力：

F=G=mg=（1.2×103kg+50kg×4）×10N/kg=1.4×104N，

对地面的压强：

p= = =3.5×104Pa；

（2）解：概念车的牵引力：

F=f=0.08×1.4×104N=1.12×103N，

载四人以最大车速行驶时，牵引力的功率：

P= = =Fv=1.12×103N×50m/s=56000W

（3）解：牵引力做的功：

W机械=Fs=1.12×103N×1×106m=1.12×109J，

因为η= ，

所以Q= = =2.24×109J，

最多一次可加注氢气的质量：

m= = =16kg

【解析】（1）车对水平地面的压力等于人和车的重力，又知受力面积，由压强公式可以求出载四人后车静止时对地面的压强．（2）根据阻力与重力的关系求出阻力，利用二力平衡条件可得牵引力，然后利用P= = =Fv计算功率；（3）求出牵引力做的功，利用η= 求出氢气完全燃烧释放的热量，然后由热公式的变形公式求出最多一次可加注氢气的质量．
【考点精析】通过灵活运用压强的大小及其计算和功率的计算与测量，掌握压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s即可以解答此题．