Question

【題目】一輛氫氣動力試驗汽車的質量為1.5×103kg，10min內汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m，消耗了0.15kg的氫氣．此過程汽車發動機產生的牽引力為1.0×103N，行駛時汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.1m2（氫氣的熱值取1.4×108J/kg，g取10N/kg）．求：
（1）汽車對地面的壓強；
（2）牽引力做功的功率；
（3）汽車發動機的效率．

Answer 1

【答案】
（1）解：汽車對水平地面的壓力：

F=G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N，

對水平地面的壓強：

p= = =1.5×105Pa；

（2）解：牽引力所做的功：

W=F牽s=1.0×103N×1.2×104m=1.2×107J；

牽引力做功的功率：

P= = =2×104W；

（3）解：氫氣完全燃燒放出的熱量：

Q放=mq=0.15kg×1.4×108J/kg=2.1×107J，

汽車發動機的效率：

η= = ×100%≈57.1%．

【解析】（1）汽車對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據F=G=mg求出其大小，根據p= 求出對水平地面的壓強；（2）知道汽車行駛的牽引力和行駛的路程，根據W=F牽s求出牽引力做功，根據P= 計算牽引力做功的功率；（3）根據Q放=mq求出氫氣完全燃燒放出的熱量，根據η= 求出汽車發動機的效率．