题目内容
【题目】某型号四轮汽车质量为1.6×103 kg,每个轮子与地面的接触面积为0.02 m2,当它以60 km/h的速度在平直路面上匀速行驶时,受到的阻力为600 N,每行驶100 km消耗汽油量为8 L。完全燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×107 J(g取10 N/kg)。求:
(1)汽车静止时对路面的压强。
(2)汽车以60 km/h的速度匀速行驶时,牵引力的功率。
(3)汽车以60 km/h的速度匀速行驶时,汽车的效率。
(4)汽车有很多用途,但也带来很多不利影响,请列举一例,并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议。
【答案】(1) 2×105 Pa;(2)1.0×104 W;(3)20.3%;(4)例:噪声污染,建议:城区内禁止汽车鸣笛等;交通事故,建议:驾驶员和行人遵守交通规则等;大气污染,建议:提高汽车的制造工艺,减少有害气体的排放或者使用电动汽车等新型环保汽车等
【解析】(1)汽车的重力G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N
汽车对地面的压力F=G=1.6×104N
汽车与地面的接触面积S=4×2×102m2=8×102m2
汽车对地面压强:p=F/S=G/S=1.6×104N /8×102m2=2×105Pa
(2)匀速行驶时牵引力F=f=600N,行驶速度v=60 km/h=50/3m/s
所以,牵引力功率:P=W/t=Fv=fv=600N×50/3m/s=1.0×104W
(3)汽车行驶100km,汽油燃烧放出的热量Q放 =3.7×107 J/L×8L=2.96×108 J
汽车牵引力做的功W=Fs=600N×105 m=6×107 J
汽车的效率:η=W/Q放=6×107J/2.96×108J×100%=20.3%
(4) 汽车有很多用途,但也带来很多不利影响,例:噪声污染,建议:城区内禁止汽车鸣笛等;交通事故,建议:驾驶员和行人遵守交通规则等;大气污染,建议:提高汽车的制造工艺,减少有害气体的排放或者使用电动汽车等新型环保汽车等。