Question

（2010?平房區一模）小剛家最近新買了一臺“哈飛賽馬”小汽車，此車發動機為汽油機，其百公里（1公里=1000m）油耗為9L（1L=10^-3m³），車輪與地面的總接觸面積為0.08m²．寒假，小剛一家人乘車外出游玩，車及車上人的總重為1.8×10⁴N，當車在水平公路上以80km/h勻速行駛時，所受到的阻力是車重的0.05倍．（汽油的熱值為：3.6×10¹⁰J/m³）
（1）汽車對公路的壓強？
（2）當汽車以80km/h勻速行駛時，汽油機所做有用功的功率？
（3）當汽車以80km/h勻速行駛時，汽油機的效率？
（4）汽車的普及給人們帶來了便利，同時也帶來了不利的影響，比如，城市交通環境擁擠、汽車尾氣排放日漸增多等等，這些都嚴重地影響了人們的生活質量．為了緩解改善這些不利的影響，請你提出兩條合理的建議．

Answer 1

分析：（1）水平面上物體的壓力和自身的重力相等，根據p=

F

S

求出汽車對公路的壓強；
（2）根據二力平衡條件和題意求出汽車受到的牽引力，根據P=

W

t

=

Fs

t

=Fv求出汽油機所做有用功的功率；
（3）根據Q=Vq求出汽車行駛100公里消耗汽油放出的熱量，根據W=Fs求出汽油機所做的有用功，再根據η=

W有

Q

×100%求出汽油機的效率；
（4）根據生活中改善交通環境方面和減小空氣污染方面的應用進行解答．

解答：解：（1）∵水平面上物體的壓力和自身的重力相等，
∴汽車對公路的壓強：
p=

F

S

=

G

S

=

1.8×104N

0.08m2

=2.24×10⁵Pa；
（2）汽車勻速行駛的速度：
v=80km/h=

200

9

m/s，
∵汽車勻速行駛時處于平衡狀態，
∴汽車受到的牽引力與摩擦力是一對平衡力，
即F=f=0.05G=0.05×1.8×10⁴N=900N，
汽油機所做有用功的功率：
P=Fv=900N×

200

9

m/s=2×10⁴W；
（3）汽車行駛100公里，汽油燃燒放出的熱量：
Q=Vq=9×10^-3m³×3.6×10¹⁰J/m³=3.24×10⁸J，
汽油機所做的有用功：
W_有=Fs=900N×100×10³m=9×10⁷J，
汽油機的效率：
η=

W有

Q

×100%=

9×107J

3.24×108J

×100%≈27.8%；
（4）改善交通環境方面：增修或拓寬道路；對特別擁堵的交通路段，采取限行，比如同一天只允許單號或雙號車行駛；鼓勵人們外出盡可能乘坐公交車．
減小空氣污染方面：植樹造林增加綠地；提高汽車尾氣的凈化技術；汽車采用清潔能源技術．
答：（1）汽車對公路的壓強為2.24×10⁵Pa；
（2）當汽車以80km/h勻速行駛時，汽油機所做有用功的功率為2×10⁴W；
（3）當汽車以80km/h勻速行駛時，汽油機的效率約為27.8%；
（4）改善交通環境方面：增修或拓寬道路；對特別擁堵的交通路段，采取限行，比如同一天只允許單號或雙號車行駛；鼓勵人們外出盡可能乘坐公交車．
減小空氣污染方面：植樹造林增加綠地；提高汽車尾氣的凈化技術；汽車采用清潔能源技術．

點評：本題考查了壓強公式、功率公式、做功公式、燃料放出熱量公式、效率公式以及二力平衡條件的應用等，涉及到的知識點較多，綜合性強，解題時要注意公式的靈活應用和單位的換算．