Question

有一种新型环保汽车以氢气为燃料，发动机内氢燃烧后，只会排出水蒸气而无其他废气，因此不会污染环境．有一辆氢气燃料汽车重为6t，轮子的着地总面积为0.1m²，以72km/h的速度在水平面上匀速行驶180km．求
（1）它走这段距离用了多长时间？
（2）在这行驶途中它受到的阻力是重力的0.05倍，则它所受的牵引力多大？（g=10N/kg）
（3）车对地面的压强是多少？
（4）发动机把氢燃料产生的内能变为机械能，再通过传动机械驱动汽车行驶．若这个过程中发动机的效率是50%，则燃烧氢气要放出多少的热量？

Answer 1

分析：（1）已知路程s与车的速度v，由t=

s

v

可求出运动时间．
（2）车在水平方向受牵引力与阻力作用而做匀速直线运动，处于平衡状态，求出阻力，然后由平衡条件求出车的牵引力．
（3）求出车对地面的压力，由压强公式可求出车对地面的压强．
（4）先求出发动机做的有用功，由效率公式的变形公式求出氢燃烧放出的热量．

解答：解：（1）汽车行驶的时间t=

s

v

=

180km

72km/h

=2.5h．
（2）汽车受到的重力G=mg=6×10³kg×10N/kg=6×10⁴N；
车受到的阻力f=0.05G=0.05×6×10⁴N=3×10³N；
汽车在水平方向上受牵引力F与阻力f作用而做匀速直线运动，
处于平衡状态，由平衡条件得：F=f=3×10³N．
（3）车在水平面上运动时对地面的压力F_压=G=6×10⁴N；
对地面的压强P=

F压

S

=

6×104N

0.1m2

=6×10⁵Pa．
（4）汽车行驶时做的有用功W_有=Fs=3×10³N×180×10³m=5.4×10⁸J，
氢气放出的热量Q_放=

W有

η

=

5.4×108J

50%

=1.08×10⁹J．
答：（1）走这段距离用了2.5h．
（2）它所受的牵引力是3×10³N．
（3）车对地面的压强是6×10⁵Pa．
（4）燃烧氢气要放出的热量是1.08×10⁹J．

点评：本题考查了求车的运动时间、求牵引力、求压强、求氢气燃烧放出的热量，是一道基础题，熟练掌握并灵活应用速度公式的变形公式、平衡条件、压强公式、效率公式，是解题的关键．