题目内容
16.(1)小汽车静止时对地面的压强多大?
(2)小汽车此时发动机的效率是多少?
(3)观察小汽车的外型可判断它在水平路面高速行驶和静止时,静止时对地面压力大,因为小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力减小,小于汽车的重力.
分析 (1)汽车静止时对地面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,知道每个轮子与地面的接触面积可求受力面积,利用p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强;
(2)知道汽车发动机的功率和做功时间,根据W=Pt求出发动机做的功;知道消耗的汽油的质量和热值,根据公式Q放=mq求出释放的能量,根据η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出发动机的效率;
(3)车子静止在水平面上,车子对路面的压力等于重力,当流线型的车子快速行驶时,产生升力,车子对地面压力减小.
解答 解:(1)汽车静止时对路面的压力:
F=G=m0g=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N,
受力面积:
S=4S0=4×0.02m2=0.08m2,
对路面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{0.08{m}^{2}}$=2×105Pa;
(2)汽车发动机所做的功:
W=Pt=23×103W×2×3600s=1.656×108J,
9kg汽油完全燃烧释放能量:
Q放=mq=4.6×107J/kg×9kg=4.14×108J,
发动机的效率:
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.656×1{0}^{8}J}{4.14×1{0}^{8}J}$×100%=40%;
(3)小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,根据“流速越大压强越小”原理可知,流过汽车的空气产生向上的压强差,汽车就会受到向上的压力,故汽车高速行驶对地面的压强减小.
答:(1)汽车静止时对地面的压强为2×105Pa;
(2)此汽车发动机的效率是40%;
(3)静止;小汽车外型是流线型,当汽车高速行驶时,相同时间内,空气经过上方的路程比下方路程长,流速大,压强小,汽车在压强差下产生向上的升力,汽车对路面的压力减小,小于汽车的重力.
点评 本题考查了重力、压强、牵引力、热值、效率的有关计算,做题时要熟练掌握相关的公式,找出题干中隐含的等量关系,最后代入数值计算;此类结合生活实际的考题近来是比较经常出现的,应引起我们的注意.
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