题目内容
【题目】随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多的走进普通家庭。一辆质量为1.2t的汽车,轮胎与路面接触的总面积是0.1m2,在某一水平路面上以72km/h的速度匀速行驶了20分钟,共消耗3.2kg汽油,在行驶过程中汽车受到的阻力为汽车重量的0.2倍。(q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)。试求:
(1)汽车对水平地面的压强是多少?
(2)汽车牵引力做功的功率是多少?
(3)汽车发动机发动机的效率是多少?
【答案】(1)1.2×105Pa;(2)4.8×104W;(3)40%。
【解析】
(1)汽车对水平地面的压力等于自身重力,根据F=G=mg求出其大小,利用p=求出汽车对水平地面的压强;
(2)汽车匀速行驶处于平衡状态,受到的牵引力和阻力平衡,根据F=f=0.2G求出汽车的牵引力,又知道汽车行驶的速度,利用P===Fv求出汽车牵引力做功的功率;
(3)知道汽车匀速行驶的功率和时间,利用W=Pt求出汽车牵引力做的功,利用Q放=mq求出3.2kg汽油完全燃烧释放的热量,利用η=×100%求出汽车发动机的效率。
(1)汽车对水平地面的压力:
F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,
汽车对水平地面的压强:
p===1.2×105Pa;
(2)因汽车匀速行驶处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,
所以,汽车的牵引力:
F′=f=0.2G=0.2×1.2×104N=2.4×103N,
汽车行驶的速度:
v=72km/h=20m/s,
汽车牵引力做功的功率:
P===F′v=2.4×103N×20m/s=4.8×104W;
(3)汽车匀速行驶的时间:
t=20min=1200s,
汽车牵引力做的功:
W=Pt=4.8×104W×1200s=5.76×107J,
3.2kg汽油完全燃烧释放的热量:
Q放=m汽油q汽油=3.2kg×4.5×107J/kg=1.44×108J,
汽车发动机发动机的效率:
η=×100%=×100%=40%.