题目内容

【题目】一辆质量为1.4×103kg的轿车,在平直的公路上匀速行驶了30km,耗时20min,车轮与地面接触总面积为0.2m2 . 小轿车受到的阻力是自重的0.1倍,求:
(1)小轿车的牵引力的功率;
(2)小轿车对水平地面的压强.(g取10N/kg)
(3)如果小轿车在行驶的过程中发动机燃烧了4L汽油,求发动机的效率.(汽油的燃烧值为4.6×107J/kg,汽油的密度为0.7g/cm3

【答案】
(1)解:小轿车重力:G=mg=1.4×103kg×10N/kg=1.4×104N,

小轿车受到的阻力:

f=0.1G=0.1×1.4×104N=1.4×103N,

因为汽车匀速行驶,所以小轿车的牵引力:

F=f=1.4×103N;

牵引力做功:

W=Fs=1.4×103N×30×103m=4.2×107J,

牵引力做功的功率:

P= = =35000W;


(2)解:汽车对地面的压力:

F=G=1.4×104N,

汽车对地面的压强:

p= = =7×104Pa


(3)解:汽油的体积V=4L=4000cm3

由ρ= 得汽油的质量:

m汽油=ρV=0.7g/cm3×4000cm3=2800g=2.8kg,

汽油完全燃烧放出的热量:

Q=m汽油q=2.8kg×4.6×107J/kg=1.288×108J,

发动机的效率:

η= = ×100%≈32.6%


【解析】(1)知道轿车的质量,利用G=mg求其重力;轿车受到的阻力f=0.1G,因为汽车匀速行驶,汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,大小相等.知道行驶距离,利用W=Fs求小轿车牵引力做的功(有用能量),再利用P= 求做功功率;(2)轿车对地面的压力等于汽车重力,知道车轮与地面接触的总面积(受力面积),利用p= 求轿车对地面的压强;(3)知道汽油的体积利用ρ= 求汽油的质量,利用Q=mq求汽油完全燃烧放出的热量(总能量),利用效率公式η= 求发动机的效率.
【考点精析】关于本题考查的压强的大小及其计算和功率的计算与测量,需要了解压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa);功率的计算: P = W/tW 表示功,单位是焦(J). t表示时间 ,单位是秒(s) P表示功率,单位是瓦特(W)1 W= 1 J/s才能得出正确答案.

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