Question

【題目】如圖甲所示轎車(chē)的質(zhì)量是1.26t，四個(gè)輪胎與地面的接觸面積是0.12m2，該轎車(chē)在平直的公路上勻速行駛1h消耗汽油8L，已知汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，（汽油的熱值4.6×107J/kg，汽油的密度0.7×103kg/m3，g取10N/kg）求：

（1）1h轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功。

（2）該轎車(chē)靜止時(shí)對(duì)水平路面的壓強(qiáng)。

（3）若轎車(chē)在水平路面上勻速行駛時(shí)所受的阻力f與速度v的關(guān)系如圖乙所示，則該轎車(chē)以90km/h的速度勻速行駛時(shí)的功率多大。

Answer 1

【答案】（1）7.728×107 J（2）1.05×105Pa（3）6.25×104W

【解析】

(1)消耗汽油的體積：V=8L=0.008m3，

消耗汽油的質(zhì)量：m′=ρV=0.7×103kg/m3×0.008m3=5.6kg，

汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=5.6kg×4.6×107J/kg=2.576×108J，

這段時(shí)間內(nèi)該發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功：W=ηQ放=30%×2.576×108J=7.728×107J，

(2)該轎車(chē)靜止時(shí)，對(duì)水平路面的壓力：F壓=G=mg=1.26×103kg×10N/kg=1.26×104N，

對(duì)路面的壓強(qiáng)： ；

(3)汽車(chē)行駛的速度：v=90km/h=25m/s，由圖象可知，汽車(chē)受到的阻力f=2500N，因汽車(chē)勻速行駛時(shí)受到的阻力和牽引力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以，牽引力F=f=2500N，

汽車(chē)的功率：P=Fv=2500N×25m/s=6.25×104W.

答：(1) 這段時(shí)間內(nèi)該發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功為7.728×107J；

(2) 該轎車(chē)靜止在水平路面上時(shí)，對(duì)路面的壓強(qiáng)為1.05×105Pa；

(3)該車(chē)以90km/h的速度勻速行駛時(shí)汽車(chē)的功率為6.25×104W。