Question

【题目】东东家购买了一架小桥车，质量为1.6t，每个轮子与地面的接触面积为20cm2 ． “五一”假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶了144km，所用的时间是2h，消耗汽油12L（假设汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为15KW．求：
（1）汽车静止时对地面的压强；
（2）汽车行驶的平均速度；
（3）汽车行驶过程中的牵引力；
（4）汽车发动机的效率．（已知ρ汽油=0.8×103kg/m3 ， q汽油=4.5×107J/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：汽车静止时对路面的压力：

F=G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N，

汽车对地面压强：

p= = =2×106Pa；

答：汽车静止时对路面的压强为2×106Pa；

（2）解：汽车行驶的平均速度：

v= = =72km/h=20m/s；

答：汽车行驶速度是20m/s；

（3）解：由P= = =Fv可得，汽车行驶过程中的牵引力：

F= = =750N；

答：汽车行驶过程的牵引力是750N；

（4）解：汽车行驶过程所做的功：

W=Pt=15×103W×2×3600s=1.08×108J，

由ρ= 可得，消耗汽油的质量：

m=ρV=0.8×103kg/m3×12×10﹣3m3=9.6kg，

汽油完全燃烧放出的热量：

Q=mq=9.6kg×4.5×107J/kg=4.32×108J，

汽车发动机的效率：

η= ×100%= ×100%=25%．

答：汽车发动机的效率是25%．

【解析】（1）汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再利用p= 求出对路面的压强；（2）已知行驶的路程和所用的时间，根据速度公式可求行驶的速度；（3）已知功率和速度，根据公式P= = =Fv可求牵引力的大小；（4）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据密度公式求出燃油的质量，再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．
【考点精析】解答此题的关键在于理解压强的大小及其计算的相关知识，掌握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），以及对功率计算公式的应用的理解，了解功率的计算： 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．