Question

15．一辆中巴车的质量为2000kg，静止时轮胎与路面接触的总面积为0.2m²，以30m/s
的速度沿水平路面匀速行驶时的输出功率为72kW．求：
（1）静止时中巴车对路面的压强；
（2）中巴车以30m/s匀速行驶过程中，所受阻力；
（3）中巴车以30m/s 行驶1h，至少要燃烧多少L汽油？（汽油的热值为3.2×10⁷J/L）
（4）中巴车发动机通常用水来做冷却液，主要是因为水比热容大的特性．

Answer 1

分析 （1）静止在水平路面上的物体，其对水平地面的压力大小等于物体的重力，由p=$\frac{F}{S}$求解；
（2）在水平路面上匀速行驶的汽车，所受的阻力与汽车的牵引力为一对平衡力，大小相等；
（3）已知输出功率是72kW，行驶时间是10min，可利用W=Pt计算出功，即此燃料完全燃烧放出的热量，最后利用Q=Vq计算出汽油的体积；
（4）水的比热容大，在同样吸放热的情况下，温度变化小，可用做冷却剂或取暖介质等．

解答 解：
（1）汽车对水平路面的压力：F=G=mg=2000kg×10N/kg=20000N，
汽车对地面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{20000N}{0.2{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）汽车在水平路面上匀速运动，其所受阻力等于牵引力，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得：
f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{72×1{0}^{3}W}{30m/s}$=2400N；
（3）中巴车以30m/s 行驶1h，发动机至少做功：W=Pt=72×10³W×3600s=2.592×10⁸J，
所以，燃料燃烧至少放出的热量：Q=W=2.592×10⁸J，
由Q=Vq可得，至少需要汽油的体积：
V=$\frac{Q}{q}$=$\frac{2.592×1{0}^{8}J}{3.2×1{0}^{7}J/L}$=8.1L；
（4）用水作汽车发动机的冷却液是因为水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比较，升高相同的温度，水可以吸收更多的热量．
答：（1）静止时中巴车对路面的压强为1×10⁵Pa；
（2）中巴车以30m/s匀速行驶过程中，所受阻力为2400N；
（3）中巴车以30m/s 行驶1h，至少要燃烧8.1L汽油；
（4）比热容大．

点评 本题考查了压强、功、热量的计算，要理解放在水平面上的物体，对水平面的压力与重力的关系，综合性较强．