题目内容

5.如图所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车,这种校车的性能完全符合校车12项安全标准.已知总重为1.2×104N,四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2,该车在平直公路上匀速行驶1h,消耗汽油10L,汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能.(汽油的热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,g=10N/kg)求:
(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是多少?
(2)10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?
(3)这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)

分析 (1)该车静止在水平路面上时对地面的压力和自身的重力相等,根据p=$\frac{F}{S}$求出对路面的压强;
(2)知道汽油的体积和密度,根据m=ρV求出质量,利用Q=mq求出完全燃烧放出的热量;
(3)根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量(发动机做的功),再利用功率公式求汽车发动机的功率.

解答 解:(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压力:
F=G=1.2×104N,
汽车对路面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{0.12{m}^{2}}$=1×105Pa;
(2)汽油的体积:
V=10L=10dm3=0.01m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,汽油的质量:
m=ρV=0.7×103kg/m3×0.01m3=7kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=7kg×4.6×107J/kg=3.22×108J;
(3)由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%可得,发动机做的有用功:
W=Q放×30%=3.22×108J×30%=9.66×107J,
汽车发动机的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.66×1{0}^{7}J}{3600s}$≈2.68×104W=26.8kW.
答:(1)该车静止在水平路面上时,对路面的压强是1×105Pa;
(2)10L汽油完全燃烧放出的热量是3.22×108J;
(3)这段时间内该汽车发动机的功率是26.8kW.

点评 本题是力学和热学的综合题,考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用,利用所学知识,计算解决实际问题,学以致用.

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