Question

【題目】隨著霧霾現象的日益嚴重，我國越來越重視新能源汽車的開發，如圖所示是我國新研發的一輛以氫燃料為動力的概念車，若輪子的著地總面積為0.4m2 ， 車自身質量1200kg，車內最多可載四人，最大車速為180k．/h，加注一次燃料最多可行駛1000km．車行駛時受到的阻力為其重力的0.08倍（每人的質量為50kg，g=10N/kg，q氫=1.4x108J/kg）求：
（1）載四人后車靜止時對地面的壓強多大？
（2）載四人以最大車速行駛時，牽引力的功率為多少？
（3）若該行駛過程中發動機的效率是50%，最多一次可加注氫氣的質量為多少kg？

Answer 1

【答案】
（1）解：載四人后車靜止時對地面的壓力：

F=G=mg=（1.2×103kg+50kg×4）×10N/kg=1.4×104N，

對地面的壓強：

p= = =3.5×104Pa；

（2）解：概念車的牽引力：

F=f=0.08×1.4×104N=1.12×103N，

載四人以最大車速行駛時，牽引力的功率：

P= = =Fv=1.12×103N×50m/s=56000W

（3）解：牽引力做的功：

W機械=Fs=1.12×103N×1×106m=1.12×109J，

因為η= ，

所以Q= = =2.24×109J，

最多一次可加注氫氣的質量：

m= = =16kg

【解析】（1）車對水平地面的壓力等于人和車的重力，又知受力面積，由壓強公式可以求出載四人后車靜止時對地面的壓強．（2）根據阻力與重力的關系求出阻力，利用二力平衡條件可得牽引力，然后利用P= = =Fv計算功率；（3）求出牽引力做的功，利用η= 求出氫氣完全燃燒釋放的熱量，然后由熱公式的變形公式求出最多一次可加注氫氣的質量．
【考點精析】通過靈活運用壓強的大小及其計算和功率的計算與測量，掌握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）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s即可以解答此題．