Question

（2013?佛山二模）汽車是我們熟悉的交通工具，它給我們的生活提供了便利，促進了社會經濟的發展．某型號四輪汽車質量為1.6×10³Kg，每個輪子與地面的接觸面積為0.02m²，當它以15m/s的速度在平直路面上勻速行駛時，受到的阻力為600N，每行駛100Km消耗汽油量為8L．完全燃燒1L汽油釋放的能量為3.6×10⁷J（取g=10N/Kg）．求：
（1）汽車靜止時對路面的壓強．
（2）汽車以15m/s的速度勻速行駛時，牽引力的功率．
（3）汽車以15m/s的速度勻速行駛時，汽車的效率．

Answer 1

分析：（1）汽車在平直的公路上，所以汽車對地面的壓力等于汽車的重力，已知汽車的質量，可用公式G=mg求得汽車重力，再利用壓強公式p=

F

S

求得汽車對地面的壓強．
（2）功率公式為P=

W

t

，又因為W=FS，則P=

FS

t

=Fv，汽車勻速行駛時，牽引力和阻力是一對平衡力，所以F=f，即可求得牽引力的功率．
（3）已知汽油的熱值q=3.6×10⁷J/L和消耗的汽油的體積V，可利用Q=qV求得汽油完全燃燒放出的熱量．利用公式W=FS求出汽車做的功．即可利用公式η=

W

Q放

求出汽車的效率．

解答：解：
（1）汽車對地面壓強p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

1.6×103Kg× 10N/kg

4×0.02×m2

=2×10⁵pa．
（2）牽引力的功率P=

W

t

=

FS

t

=Fv=fv=600N×15m/s=9×10³W．
（3）若汽車行駛100Km，汽油燃燒放出的熱量Q_放=qV=3.6×10⁷J/L×8L=2.88×10⁸J，
汽車牽引力做的功W=FS=fS=600N×100000m=6×10⁷J，
汽車的效率η=

W

Q放

=

6×107J

2.88×108J

≈20.8%．
答：（1）汽車靜止時對路面的壓強為2×10⁵Pa．
（2）汽車以15m/s的速度勻速行駛時，牽引力的功率為9×10³W．
（3）汽車以15m/s的速度勻速行駛時，汽車的效率為20.8%．

點評：本題考查了重力的計算、壓強的計算、功的計算和效率的計算，計算壓強時注意受力面積有幾個？