Question

12．汽车越来越多的走进了普通百姓的家庭，小陈的爸爸最近也购买了一辆轿车，相关参数配置如表所示．通过观察和查阅资料，小陈发现汽车上的许多部件都用到了物理知识，请你帮她完成下列相关问题：
（1）请你将汽车的启动原理图连接完整，说明：当钥匙插入仪表板上的钥匙孔并转动（相当于闭合开关），电动机（M）工作，启动轿车．

参数
车身质量	1640kg	每个轮胎与地面的接触面积	200cm2	变速器形式	双离合
全身车长	4865mm	车身宽度	1820mm	车身高度	1475mm
最高车速	215km/h	油箱容积	70L	理论油耗	6L

（2）如果该汽车停放在水平路面上，则它对水平路面的压强是多大？
（3）该车动力强劲，加速有力，下表是该车完成0-100km/h加速的数据：

速度/（km/h）	0	20.00	40.00	60.00	80.00	100.00
时间t/s	0	1.36	2.54	3.78	5.34	7.80
距离s/m	0	3.69	13.50	30.90	61.47	113.10

请计算该车在完成0-100km/h加速过程中的平均速度．
（4）若该汽车以120kW的恒定功率做匀速直线运动，运动过程中所受阻力不变，则在0-10s的时间内，汽车发动机所做的功是多少焦？当汽车以108km/h的速度做匀速直线运动时受到的阻力是多大？

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要掌握电磁继电器的工作原理，由低压控制电路来控制高压工作电路．电磁继电器相当于工作电路的开关；
（2）根据车的质量可计算其重力，求出对路面的压力，再根据压强公式计算对路面的压强；
（3）从表中找出路程和时间，利用速度的公式可计算平均速度；
（4）根据W=Pt求出轿车发动机做的功；
由图可知轿车匀速直线运动时的速度，根据P=Fv求出牵引力的大小，再根据匀速直线运动时阻力和牵引力是一对平衡力求出阻力的大小．

解答 解：（1）电路连接如图，钥匙孔与一节电池、电磁铁组成控制电路，电动机与总电源组成工作电路：

（2）汽车对路面的压强：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{mg}{S}$=$\frac{1640kg×10N/kg}{4×200×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.05×10⁵Pa；
（3）该车在完成0-100km/h加速过程中的平均速度为：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{113.1m}{7.8s}$=14.5m/s；
（4）汽车发动机所做的功：W=Pt=1.2×10⁵W×10s=1.2×10⁶J；
由公式P=Fv得，
当汽车以108km/h的速度做匀速直线运动时，汽车的牵引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{1.2×1{0}^{5}W}{30m/s}$=4000N；
匀速直线运动时阻力和牵引力是一对平衡力，则f=F=4000N．
答：（1）见上图；
（2）它对水平路面的压强是2.05×10⁵Pa；
（3）该车在完成0-100km/h加速过程中的平均速度是14.5m/s；
（4）汽车发动机所做的功是1.2×10⁶J；汽车受到的阻力是4000N．

点评 本题考查了学生对电磁继电器的连接、重力公式、压强公式、功和功率公式的掌握和应用，综合性较强，但难度适中．