Question

11．随着人们生活水平的逐渐提高，小轿车已经走进了千家万户．前不久，小明家也新买了一辆小汽车，如图1所示．好奇的小明找出了小汽车有关数据，如表所示：

汽车的质量	1.26t
额定功率	90kW
每个轮胎与地面的接触面积	500cm2
轮胎数	4

求：
（1）小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？（g=10N/kg）
（2）“五一”假期，小明一家驾车去西安世博园游玩．小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶0.5h，速度表如图2所示，那么此时汽车受到的阻力为多大？
（3）小明从说明书上查到汽油机的机械效率为20%，如果汽油的热值是4×10⁷J/kg，请你根据题中给出的条件，计算这辆车的百公里耗油量．
（4）汽车的大量使用给我们的出行带来方便的同时，也对环境产生了巨大的破坏，就现代汽车工业的发展，请你提供一条好的建议在排气管后安装尾气转化器．

Answer 1

分析 （1）静止时对地面的压力等于汽车的重力，根据公式p=$\frac{F}{S}$可求压强．
（2）已知汽车的额定功率，读出行驶速度，利用公式P=Fv求求牵引力；因为汽车匀速直线运动，所以受到的阻力和牵引力是一对平衡力，大小相等；
（3）利用W=Fs求出汽车行驶100km做功，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求完全燃烧汽油放出的热量，再利用Q_放=mq求完全燃烧汽油的质量；
（4）汽车的增多容易造成交通拥挤、噪声污染，燃料的燃烧过程中生成大量的污染空气的物质，主要有氮的氧化物、铅的化合物等物质，要充分理解节能环保的重要性．

解答 解：
（1）小汽车对地面的压力：
F=G=mg=1.26×1000kg×10N/kg=1.26×10⁴N，
小汽车对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.26×1{0}^{4}N}{500×4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.3×10⁴Pa；
（2）由图知，汽车的行驶速度v=100km/h=100×$\frac{1}{3.6}$m/s=$\frac{250}{9}$m/s，
因为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以汽车的牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{90×1000W}{\frac{250}{9}m/s}$=3240N；
因为汽车匀速直线行驶，
所以汽车受到的阻力f=F=3240N；
（3）汽车行驶100km做功：
W=Fs=3240N×100×1000m=3.24×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得完全燃烧汽油放出的热量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.24×1{0}^{8}J}{20%}$=1.62×10⁹J，
由Q_放=mq得完全燃烧汽油的质量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.62×1{0}^{9}J}{4×1{0}^{7}J/kg}$=40.5kg．
（4）因为热机在运转时燃烧化石能源会释放大量废气，使环境造成污染．建议：在排气管后安装尾气转化器、燃烧轻质燃油．
故答案为：
（1）小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是6.3×10⁴Pa；
（2）此时汽车受到的阻力为3240N；
（3）这辆车的百公里耗油量为40.5kg；
（4）在排气管后安装尾气转化器．

点评 本题考查压强、质量、做功、热量、阻力等的计算以及二力平衡条件的应用，考查面比较广，关键是公式及其变形的灵活运用，还考查了热机使用对大气的污染，增强了学生环保意识，有意义！