题目内容
【题目】2018年10月港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行。一辆汽车在其中一段50km长的直桥上进行通车测试。汽车的质量为1.5t,轮胎与地面的接触总面积为0.2m2,以100km/h的速度匀速通过大桥的这一段路程,受到的阻力是总重的0.08倍,全程消耗了4kg的汽油。(g取10N/kg,汽油的热值q=4.6×107J/kg),求:
(1)汽车通过大桥的这段路程所需的时间?
(2)汽车静止时对地面的压强?
(3)牵引力所做的功?
(4)汽车发动机的效率?
【答案】(1)0.5h;(2)7.5×104Pa;(3)6×107J;(4)32.6%。
【解析】
(1)由v=可得汽车通过大桥的这段路程所需的时间:t=
=
=0.5h;
(2)汽车质量m=1.5t=1.5×103kg,其重力:G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N,汽车静止时对地面的压力:F=G=1.5×104N,汽车静止时对地面的压强:p==
=7.5×104Pa;
(3)汽车受到的阻力是总重的0.08倍,即f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N,因为匀速通过大桥,所以牵引力F=f=1.2×103N,牵引力所做的功:W=Fs=1.2×103N×5×104m=6×107J;
(4)汽油完全燃烧放出的热量:Q=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J,汽油机的效率:η=×100%=
×100%≈32.6%。