Question

“五?一”期间，爸爸开车带着李兵从安阳市区出发沿安林高速到林州“红旗街”旅游，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.8×10³kg，车轮与地面的总接触面积为0.09m²，当汽车以90km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机牵引力为1000N，效率为30%，汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg（假设汽油完全燃烧，g取10N/kg）．求：
（1）汽车静止时对路面的压强．
（2）汽车以90km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率．
（3）若汽车按照这种方式行驶，这次旅行全程往返250km，牵引力做的功是多少？李兵应该提醒爸爸至少要加汽油多少kg？

Answer 1

（1）汽车对地面的压力为
F=G=mg=1.8×10³kg×10N/kg=1.8×10⁴N
汽车对地面的压强为
P=

F

S

=

1.8×104N

0.09m2

=2×10⁵Pa 
（2）
汽车行驶的速度为
v=90km/h=25m/s
汽车牵引力的功率为
P=Fv=1000N×25m/s=2.5×10⁴W
（3）
汽车牵引力所做的功为
W=FS=1000N×2.5×10⁵m=2.5×10⁸J  
行驶过程中需要的热量为Q=

W

η

=

2.5×108J

30%

=8.3×10⁸J
需要汽油
m=

Q

q

=

8.3×108J

4.6×107J∕kg

≈18kg
答：
（1）汽车静止时对路面的压强2×10⁵Pa；
（2）汽车牵引力的功率为2.5×10⁴W；
（3）需要至少加18kg汽油．