Question

如图所示，总质量为1500kg的小汽车每条轮胎与地面的接触面积为0.03m²，该车以72km/h的速度由小明家沿水平直路行驶到学校用了0.5h．已知汽车在行驶过程中受到的阻力为750N，g=10N/kg．求：

（1）汽车对水平地面的压强；

（2）在此过程中汽车牵引力做的功；

（3）若在此过程中汽车消耗了2kg汽油，汽油的热值为4.5×10⁷J/kg，则汽车对燃料的利用效率多大．

 

Answer 1

 解：（1）汽车的重力G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N；

汽车静止在水平地面上时对地面的压力F_压=G=1.5×10⁴N；

地面的受力面积S=0.03m²×4=0.12m²；

汽车对水平地面的压强P===1.25×10⁵Pa；

答：汽车对地面的压强为1.25×10⁵Pa；

（2）汽车在1min内通过的路程S=Vt=72km/h×0.5h=36km；

汽车运动时的阻力f=1.5×10⁴N×0.05=750N；

因为汽车做匀速直线运动，匀速直线运动是一种平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小是相等的，所以：牵引力F=f=750N；

汽车牵引力在0.5h内做的功W=FS=750N×36000m=2.7×10⁷J；

答：汽车牵引力在0.5h内做的功是2.7×10⁷J；

（3）汽油完全燃烧释放的能量Q=qm=4.5×10⁷J/kg×2kg=9×10⁷J；

汽车能量的利用率η==×100%=30%；

答：汽车的能量利用率为30%．