题目内容
二七长江大桥预计2011年9月30日建成通车,二环线北部环线将率先打通,总里程为46 km的二环线即将建成,武汉市市内交通状况将大为改观.小明的爸爸最近购买了一辆轿车,通过查看说明书得知轿车车身质量为1325 kg.(1)如图所示,小明用力F踩轿车刹车踏板,请画出此力对支点0的力臂.
(2)当车上载有195kg的人和物品时,车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2m2,求轿车对地面的压强(g取10 N/kg);
(3)假如小明的爸爸驾驶这辆轿车在二环线上以72 km/h的速度匀速行驶一周,若发动机的输出功率为30kW,求轿车行驶的过程中受到的牵引力;
(4)若轿车发动机的效率是40%,求小明的爸爸驾车绕二环一周消耗汽油的质量.(已知汽油的热值g=4.6×107J/kg)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_ST/images0.png)
【答案】分析:(1)要解决此题,首先要掌握力臂的概念:从支点到力的作用线的距离.首先找到支点,然后从支点向力的作用线做垂线.
(2)已知受力面积,压力大小等于物体重力,利用压强公式P=
计算出压强;
(3)已知速度和功率的大小,根据公式P=FV可求牵引力的大小.
(4)先求小明的爸爸驾车绕二环一周所用时间,再利用W=Pt求牵引力做的功;
汽油完全燃烧释放的热量根据公式Q=qm可求,还知道小汽车发动机的效率η=
二式联立可求汽油的质量.
解答:解:(1)从O点向F的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂L.如图所示:
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/images2.png)
(2)轿车对地面的压力大小:
F=G=(m+m车)g=(1325kg+195kg)×10N/kg=1.52×104N;
轿车对地面的压强:
P=
=
=3.8×105Pa.
答:轿车对地面的压强为3.8×105Pa.
(3)发动机的输出功率P=30kW=3×104W,v=72km/h=20m/s,
牵引力F=
=
=1.5×103N.
答:轿车行驶的过程中受到的牵引力为1.5×103N.
(4)小明的爸爸驾车绕二环一周所用时间t=
=
=
h=2300s,
牵引力做的功W=Pt=3×104W×2300s=6.9×107J,
汽油完全燃烧释放的热量Q=qm,又因为η=
,
所以m=
=
=
=3.75kg.
答:小明的爸爸驾车绕二环一周消耗汽油的质量为3.75kg.
点评:(1)本题考查了力臂的作法.关键是要作出支点到力的作用线的距离.
(2)本题考查做功、牵引力、阻力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,知道物体做匀速运动牵引力等于摩擦力,解题过程中要注意单位的换算.
(2)已知受力面积,压力大小等于物体重力,利用压强公式P=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/0.png)
(3)已知速度和功率的大小,根据公式P=FV可求牵引力的大小.
(4)先求小明的爸爸驾车绕二环一周所用时间,再利用W=Pt求牵引力做的功;
汽油完全燃烧释放的热量根据公式Q=qm可求,还知道小汽车发动机的效率η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/1.png)
解答:解:(1)从O点向F的作用线做垂线,垂线段的长度即为力臂L.如图所示:
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/images2.png)
(2)轿车对地面的压力大小:
F=G=(m+m车)g=(1325kg+195kg)×10N/kg=1.52×104N;
轿车对地面的压强:
P=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/2.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/3.png)
答:轿车对地面的压强为3.8×105Pa.
(3)发动机的输出功率P=30kW=3×104W,v=72km/h=20m/s,
牵引力F=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/4.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/5.png)
答:轿车行驶的过程中受到的牵引力为1.5×103N.
(4)小明的爸爸驾车绕二环一周所用时间t=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/6.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/7.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/8.png)
牵引力做的功W=Pt=3×104W×2300s=6.9×107J,
汽油完全燃烧释放的热量Q=qm,又因为η=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/9.png)
所以m=
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/10.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/11.png)
![](http://thumb.1010pic.com/pic6/res/czwl/web/STSource/20131024140532930945101/SYS201310241405329309451019_DA/12.png)
答:小明的爸爸驾车绕二环一周消耗汽油的质量为3.75kg.
点评:(1)本题考查了力臂的作法.关键是要作出支点到力的作用线的距离.
(2)本题考查做功、牵引力、阻力等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,知道物体做匀速运动牵引力等于摩擦力,解题过程中要注意单位的换算.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目