Question

（2010?江宁区二模）小明的爸爸新买了一辆小汽车，如图所示，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．请运用所学的知识解答下列问题．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）
（1）汽车匀速行驶时速度是多少？
（2）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？
（3）汽车发动机的效率是多少？
（4）观察小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？

Answer 1

分析：（1）已知行驶的路程和时间，根据公式v=

s

t

可求汽车匀速行驶时速度；
（2）已知汽车的功率和行驶的时间，根据公式W=Pt可求发动机做的功；再利用公式F=

W

s

可求汽车匀速行驶时所受的牵引力；
（3）已知消耗的汽油的质量，根据公式Q=qm可求释放的能量，发动机做的功与汽油释放能量的比值就是发动机的效率；
（4）静止时对地面的压力等于汽车自身的重力，高速行驶时，用流体压强与流速的关系可以解释这个问题．

解答：解：（1）汽车匀速行驶时速度v=

s

t

=

144km

2h

=72km/h；
答：汽车匀速行驶时速度是72km/h；
（2）发动机做的功：W=Pt=23000W×7200s=1.656×10⁸J
汽车受的牵引力：F=

W

s

=

1.656×108J

144000m

=1150N；
答：汽车匀速行驶时所受的牵引力为1150N；
（3）汽油完全燃烧释放能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×9kg=4.14×10⁸J；
发动机的效率：η=

W

Q

=

1.656×108J

4.14×108J

=40%；
答：发动机的效率为40%；
（3）静止时对路面的压力大，
因为高速行驶时，汽车上表面的空气流速大，对汽车的压强小，使汽车有一个向上托的力．

点评：本题考查速度、做功、牵引力、能量、效率等的计算，主要是公式及其变形的灵活运用，还考查了流体压强与流速的关系．