题目内容

【题目】随着人们生活水平的日益提高,小汽车越来越多的走进普通家庭。一辆质量为1.2t的汽车,轮胎与路面接触的总面积是0.1m2,在某一水平路面上以72km/h的速度匀速行驶了20分钟,共消耗3.2kg汽油,在行驶过程中汽车受到的阻力为汽车重量的0.2倍。(q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)。试求:

(1)汽车对水平地面的压强是多少?

(2)汽车牵引力做功的功率是多少?

(3)汽车发动机发动机的效率是多少?

【答案】(1)1.2×105Pa;(2)4.8×104W;(3)40%。

【解析】

(1)汽车对水平地面的压力等于自身重力,根据F=G=mg求出其大小,利用p=求出汽车对水平地面的压强;

(2)汽车匀速行驶处于平衡状态,受到的牵引力和阻力平衡,根据F=f=0.2G求出汽车的牵引力,又知道汽车行驶的速度,利用P===Fv求出汽车牵引力做功的功率;

(3)知道汽车匀速行驶的功率和时间,利用W=Pt求出汽车牵引力做的功,利用Q放=mq求出3.2kg汽油完全燃烧释放的热量,利用η=×100%求出汽车发动机的效率。

(1)汽车对水平地面的压力:

F=G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,

汽车对水平地面的压强:

p===1.2×105Pa;

(2)因汽车匀速行驶处于平衡状态,受到的牵引力和阻力是一对平衡力,

所以,汽车的牵引力:

F′=f=0.2G=0.2×1.2×104N=2.4×103N,

汽车行驶的速度:

v=72km/h=20m/s,

汽车牵引力做功的功率:

P===F′v=2.4×103N×20m/s=4.8×104W;

(3)汽车匀速行驶的时间:

t=20min=1200s,

汽车牵引力做的功:

W=Pt=4.8×104W×1200s=5.76×107J,

3.2kg汽油完全燃烧释放的热量:

Q放=m汽油q汽油=3.2kg×4.5×107J/kg=1.44×108J,

汽车发动机发动机的效率:

η=×100%=×100%=40%.

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