Question

下表为小军家小汽车的相关数据：

总质量：1600kg	额定功率：100kW
车轮与地面的总接触面积：8.0×10-2m2	水箱容量：5L

（1）小军发现他家汽车如图所示速度匀速行驶了4500m，求行驶这段距离所用的时间是多少秒？
（2）该车静止在水平面上时，对地面的压强为多少Pa？（g取10N/kg）
（3）假若该车在水平路面上以40kW的功率匀速行驶10min，消耗汽油1.5kg，求小汽车发动机的X效率？（ρ_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析：（1）已知汽车行驶的速度和路程，利用公式t=

s

v

得到行驶时间；
（2）已知汽车质量，可以得到重力，对地面的压力等于重力；已知压力和接触面积，利用公式p=

F

S

得到对地面的压强；
（3）已知汽车牵引力的功率和行驶时间，可以得到牵引力做的功；已知汽油的热值和质量，可以得到汽油完全燃烧放出的热量；已知牵引力做的功和汽油完全燃烧放出的热量，两者之比就是发动机的效率．

解答：已知：v=90km=25m/s  s=4500m  m₀=1600kg  g=10N/kg  S=8.0×10^-2m²   P=40kW=40000W  t₂=10min=600s  m_汽油=1.5kg  q=4.6×10⁷J/kg
求：（1）t₁=？（2）p=？（3）η=？
解：
（1）∵v=

s

t

，
∴行驶这段距离所用的时间是t₁=

s

v

=

4500m

25m/s

=180s；
（2）该车静止在水平面上时，对地面的压强为p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

1600kg×10N/kg

8.0×10-2m2

=2×10⁵Pa；
（3）∵P=

W

t

，
∴牵引力做的功为W=Pt₂=40000W×600s=2.4×10⁷J，
汽油完全燃烧放出的热量为Q=m_汽油q=1.5kg×4.6×10⁷J/kg=6.9×10⁷J，
发动机的效率为η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈35%．
答：
（1）行驶这段距离所用的时间是180s；
（2）该车静止在水平面上时，对地面的压强为2×10⁵Pa；
（3）发动机的效率为η=

W

Q

×100%=

2.4×107J

6.9×107J

×100%≈35%．

点评：此题考查了速度计算公式、压强计算公式、功和功率计算公式、热机的效率计算公式等的应用，涵盖了力学、热学重要的公式或规律，综合性较强，但难度不是很大．