Question

（2010?江寧區二模）小明的爸爸新買了一輛小汽車，如圖所示，小明坐著這輛汽車勻速行駛144km，用時2h，消耗汽油9kg，其發動機的功率為23kW．請運用所學的知識解答下列問題．（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（1）汽車勻速行駛時速度是多少？
（2）汽車勻速行駛時所受的牽引力是多大？
（3）汽車發動機的效率是多少？
（4）觀察小汽車的外型，判斷小汽車在水平路面高速行駛和靜止時，對地面壓力哪一個大？為什么？

Answer 1

分析：（1）已知行駛的路程和時間，根據公式v=

s

t

可求汽車勻速行駛時速度；
（2）已知汽車的功率和行駛的時間，根據公式W=Pt可求發動機做的功；再利用公式F=

W

s

可求汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（3）已知消耗的汽油的質量，根據公式Q=qm可求釋放的能量，發動機做的功與汽油釋放能量的比值就是發動機的效率；
（4）靜止時對地面的壓力等于汽車自身的重力，高速行駛時，用流體壓強與流速的關系可以解釋這個問題．

解答：解：（1）汽車勻速行駛時速度v=

s

t

=

144km

2h

=72km/h；
答：汽車勻速行駛時速度是72km/h；
（2）發動機做的功：W=Pt=23000W×7200s=1.656×10⁸J
汽車受的牽引力：F=

W

s

=

1.656×108J

144000m

=1150N；
答：汽車勻速行駛時所受的牽引力為1150N；
（3）汽油完全燃燒釋放能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×9kg=4.14×10⁸J；
發動機的效率：η=

W

Q

=

1.656×108J

4.14×108J

=40%；
答：發動機的效率為40%；
（3）靜止時對路面的壓力大，
因為高速行駛時，汽車上表面的空氣流速大，對汽車的壓強小，使汽車有一個向上托的力．

點評：本題考查速度、做功、牽引力、能量、效率等的計算，主要是公式及其變形的靈活運用，還考查了流體壓強與流速的關系．