题目内容
已知某型号的四轮汽车的质量为1.6×103Kg，每个轮子与地面的接触面积为20cm2．在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km，所用时间是8min，消耗燃油3L（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为63kW．若燃油的密度是0.8×103kg/m3，热值为3.15×107J/kg，求：
（1）汽车静止时对路面的压强．
（2）汽车行驶速度是多少？
（3）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（4）汽车发动机的效率是多少？
（1）汽车静止时对路面的压强．
（2）汽车行驶速度是多少？
（3）汽车行驶过程的牵引力是多大？
（4）汽车发动机的效率是多少？
分析：（1）汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再利用p=
求出对路面的压强；
（2）已知行驶的路程和所用的时间，根据速度公式可求行驶的速度；
（3）已知功率和速度，根据公式P=
=
=Fv可求牵引力的大小；
（3）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据密度公式求出燃油的质量，再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．
| F |
| S |
（2）已知行驶的路程和所用的时间，根据速度公式可求行驶的速度；
（3）已知功率和速度，根据公式P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
（3）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据密度公式求出燃油的质量，再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．
解答：解：（1）汽车静止时对路面的压力：
F=G=mg=1.6×103kg×9.8N/kg=15680N，
汽车对地面压强：
p=
=
=1.96×106Pa；
（2）汽车行驶速度：
v=
=
=21m/s；
（3）根据P=
=
=Fv可得：
汽车牵引力F=
=
=3.0×103N；
（4）汽车行驶过程所做的功：
W=Pt=63×103W×480s=3.024×107J，
根据ρ=
可得：
消耗的燃油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg，
燃油完全燃烧放出热量：
Q=qm=3.15×107J/kg×2.4kg=7.56×107J，
汽车发动机的效率是：
η=
=
=40%．
答：（1）汽车静止时对路面的压强为1.96×106Pa；
（2）汽车行驶速度是21m/s；
（3）汽车行驶过程的牵引力是3.0×103N；
（4）汽车发动机的效率是40%．
F=G=mg=1.6×103kg×9.8N/kg=15680N，
汽车对地面压强：
p=
| F |
| S |
| 15680N |
| 4×20×10-4m2 |
（2）汽车行驶速度：
v=
| s |
| t |
| 10080m |
| 8×60s |
（3）根据P=
| W |
| t |
| Fs |
| t |
汽车牵引力F=
| P |
| v |
| 63×103W |
| 21m/s |
（4）汽车行驶过程所做的功：
W=Pt=63×103W×480s=3.024×107J，
根据ρ=
| m |
| V |
消耗的燃油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg，
燃油完全燃烧放出热量：
Q=qm=3.15×107J/kg×2.4kg=7.56×107J，
汽车发动机的效率是：
η=
| W |
| Q |
| 3.024×107J |
| 7.56×107J |
答：（1）汽车静止时对路面的压强为1.96×106Pa；
（2）汽车行驶速度是21m/s；
（3）汽车行驶过程的牵引力是3.0×103N；
（4）汽车发动机的效率是40%．
点评：本题是一道综合计算题，考查的知识点较多，有重力的计算公式、压强的计算公式、功的计算公式、功率的计算公式、机械效率的计算公式以及有关热值的计算等．解题时要注意各知识点的综合应用．
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