Question

【題目】某校學生乘坐校車到距離9km處的考點參加考試（設道路是平直、均勻材質的路面），校車與所載學生的總質量為9000kg，車輪與地面的接觸總面積為0.15m2 ． 問：
（1）校車對地面的壓強多大？
（2）若校車以43.2km/h的速度勻速行駛時受到的阻力為4500N，則校車發動機牽引力的功率是多大？
（3）若校車勻速駛完全程共消耗了4.8kg燃油（假設燃油完全燃燒，燃油的熱值為3.2×107J/kg），則校車發動機的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：校車對地面的壓力：F1=G=m1g=9000kg×9.8N/kg=8.82×104N，

校車對地面的壓強：P1= = =5.88×105Pa；

（2）解：v=43.2km/h=12m/s，

因為汽車做勻速直線行駛，所以牽引力：F2=f=4500N，

則牽引力功率：P2=F2v=4500N×12m/s=5.4×104W；

（3）解：牽引力做功：W=F2s2=4500N×9000m=4.05×107J，

燃油完全燃燒放出的熱量：Q放=m2q=4.8kg×3.2×107J/kg=1.536×108J，

則發動機的效率：η= ×100%= ×100%≈26.37%．

【解析】（1）根據G=mg求出校車的總重力即為校車對地面的壓力，根據F=G=mg求出其大小，又知道車輪與地面的接觸總面積，根據p= 求出校車對地面的壓強；（2）根據v= 的變形公式t= 求出校車行駛的時間，然后利用二力平衡條件求出校車發動機牽引力，再根據W=Fs求出校車發動機牽引力做的功，最后根據P= 求出校車發動機牽引力的功率；（3）根據Q=mq求出燃油完全燃燒放出的熱量，再根據η= ×100%求出該校車發動機的效率．
【考點精析】關于本題考查的壓強的大小及其計算和功的計算，需要了解壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能得出正確答案．