Question

如圖所示，小轎車的質量為1.5t（含油箱內的18㎏汽油），每個輪胎與地面的接觸面積為0.025㎡．老吳開著這輛小轎車沿高速公路到某地去旅游，路程為300km．假設轎車是勻速行駛，且受到的阻力為920N．已知汽油完全燃燒產生的內能有30%轉化為機械能，汽油的熱值q為4.6×10⁷J/kg．
（1）若車內人和物品的總質量為100㎏，則車行駛時對水平地面會產生多大的壓強？（g取10N/㎏）
（2）汽車到達目的地牽引力所做的功是多少？
（3）通過計算說明該小轎車在行駛途中是否需要加油？（燃料完全燃燒產生的內能Q=mq）
（4）這種汽車的窗玻璃上都貼有一層棕色或茶色遮光膜，這一層膜貼上后，在車外面的人不易看清里面的人，但里面的人可以看清外面的，同時這層膜貼上后還可以起到遮光的目的，請你解釋產生一述現象的原因．

Answer 1

分析：（1）車行駛時對地面的壓力等于車和人以及物品的重力；根據公式P=

F

S

可求車行駛時對水平地面會產生的壓強；
（2）汽車勻速行駛，受到的牽引力等于阻力，根據公式W=FS可求牽引力做的功；
（3）已知汽油的質量和熱值，根據公式Q=qm可求汽油完全燃燒釋放的能量，再與汽車所做的功進行比較即可得出結論．
（4）轎車上的茶色遮光膜既能透光又能反光．有了這層膜，相當于給玻璃上鍍了一層薄的透明的反射面，增強了對光的反射效果．人的眼睛能夠看清一個物體的前提是：這個物體發出或反射的可見光有足夠的量進入觀察者的眼睛．

解答：解：
（1）水平地面受到的壓強為
P=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

(1500kg+100kg)×10N∕kg

4×0.025m2

=1.6×10⁵Pa；
答：車行駛時對水平地面產生的壓強為1.6×10⁵Pa；
（2）汽車到達目的地牽引力所做的功是
W=FS=fS=920N×300000m=2.76×10⁸J；
答：汽車到達目的地牽引力所做的功是2.76×10⁸J；
（3）汽油完全燃燒釋放的能量
Q=qm=4.6×10⁷J/kg×18kg=8.28×10⁸J；
轉化成機械能的能量為
W_動=Qη=8.28×10⁸J×30%=2.484×10⁸J＜2.76×10⁸J；
答：該小轎車在行駛途中需要加油．
（4）答：
①車內的人或物體上反射到茶色玻璃表面的光就有很多被反射回車內了，進入到車外人眼睛中的光就很少了．
②這層膜同時也反射太陽光，因此使得車內較暗，車內的人反射到汽車玻璃上的光線也就少了．
③這層膜的反光作用，對于車外面的人來說相當于一面鏡子，當他向車內看時，看到的是自己和車外景物的像．
所以轎車裝上茶色玻璃后，車外的行人就很難看清車內人的面孔了．

點評：本題考查壓強、做功、能量的計算，光的反射等，關鍵是公式及其變形和物理規律的靈活運用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于自身的重力．