Question

16．小明全家驾车从宿迁到徐州游玩，出发前，爱学习的小明手机了相关数据，整理成如表，请你根据表中数据完成相关计算．

轿车质量/kg	1050
车轮与地面接触总面积/m2	0.15
宿迁到徐州距离/km	108
预设行车速度/（km/s-1）	90
行驶l　km耗油量/g	50
匀速行驶时受到的阻力/N	800

（1）轿车静止时对水平地面的压强（g取10N/kg）；
（2）全程行车所需的时间；
（3）匀速行驶1km牵引力所做的功；
（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量（q_汽油=4.6×10⁷/kg）；
（5）轿车的能量利用效率．

Answer 1

分析 （1）根据公式p=$\frac{F}{S}$计算轿车对地面的压强，其中F=G=mg；
（2）根据t=$\frac{s}{v}$计算出行驶所用的时间；
（3）根据二力平衡条件，若匀速行驶则F=f，根据W=Fs计算出功的大小；
（4）根据公式Q_放=mq计算出燃油燃烧放出的热量．
（5）求出全程做的有功，利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$计算轿车的能量利用效率．

解答 解：（1）轿车静止时对水平地面的压力：
F=G=mg=1.05×10³kg×10N/kg=1.05×10⁴N；
轿车静止时对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.05×1{0}^{4}N}{0.15{m}^{2}}$=7×10⁴Pa；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{108km}{90km/h}$=1.2h；
（3）因为车匀速行驶，所以F=f=800N
W=Fs=800N×1000m=8×10⁵J；
（4）全程消耗的汽油完全燃烧时放出的热量：
Q_放=mq=0.05kg×108×4.6×10⁷J/kg=2.484×10⁸J．
（5）全程做的有用功：
W_有用=Fs′=800N×108×10³m=8.64×10⁷J；
轿车的能量利用效率：
η=$\frac{{W}_{有用}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{8.64×1{0}^{7}J}{2.484×1{0}^{8}J}$×100%≈34.8%．
答：（1）轿车静止时对水平地面的压强7×10⁴Pa；
（2）全程行车所需的时间1.2h；
（3）匀速行驶lkm牵引力所做的功8×10⁵J；
（4）全程消耗的汽油在完全燃烧时放出的热量2.484×10⁸J．
（5）轿车的能量利用效率为34.8%．

点评 本题考查的是速度、功、热效率和压强、热量、效率的计算，掌握有关的公式并从表格中获取相关的信息是解决此题的关键．