Question

【題目】如下圖所示為大眾汽車公司推出的新款汽車，加滿油后總質量為1200kg，每個輪胎與水平地面的接觸面積為200cm2.已知汽車所加汽油的密度為0.7×103㎏/m3，油箱容積為60L，汽車的效率為40﹪，汽油的熱值q=4.6×107J/kg．（g取10N/kg）求：

（1）將油箱加滿時，箱內汽油的總質量m；

（2）汽車加滿油后靜止時對水平地面的壓強p；

（3）若該車加滿油后始終以60kW的恒定功率在水平公路上沿直線勻速行駛，速度大小為30m/s，汽車能行駛的最大路程S．

Answer 1

【答案】（1）42kg（2）1.5×105Pa（3）3.864×105m

【解析】（1）加滿油油的體積：V=60L=60×10-3m3，
由得汽油的質量：m=ρV=0.7×103㎏/m3×60×10-3m3=42kg；
（2）汽車對水平地面的壓力：F=G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，
總受力面積：S=200cm2×4=800cm2=0.08m2，
汽車對水平地面的壓強： ；
（3）42kg汽油完全燃燒放出的熱量：Q放=mq=42kg×4.6×107J/kg=1.932×109J，
因為，所以轉化為的有用能量：W=ηQ放=1.932×109J×40%=7.728×108J，
由得牽引力： ，
由W=Fs得行駛的最大路程： ．
答：（1）將油箱加滿時，箱內汽油的總質量為42kg；
（2）汽車加滿油后靜止時對水平地面的壓強為1.5×105Pa；
（3）汽車能行駛的最大路程為3.864×105m．