Question

【題目】隨著居民生活水平的不斷提高，家用轎車越來越多地走進了普通百姓人家．下表為某型家用轎車的有關數據：

家用轎車的總質量1200kg	家用轎車的額定功率30kW
每個輪胎與地面的接觸面積0.02m2	油箱的容積55L

（1）該家用轎車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？

（2）若該家用轎車在額定功率下以72km/h的速度勻速行駛在平直的公路上，則該車發動機的牽引力是多少？

（3）該家用轎車仍以72km/h的速度勻速行駛10min，消耗汽油1.3kg，該車發動機的效率是多少？（假設汽油完全燃燒，汽油熱值q=4.6×107J/kg，結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】（1）1.5×105Pa；（2）1500N；（3）30.1%

【解析】

試題分析：（1）該汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N，

對地面的壓強：p=F/S=1.2×104N/4×0.02m2=1.5×105Pa；

（2）行駛速度v=72km/h=20m/s，由P=W/t=Fs/t=Fv得該車發動機的牽引力：F=P/v=30000W/20m/s=1500N；

（3）汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功：W=Pt=30×103W×10×60s=1.8×107J，

完全燃燒1.3kg汽油放出熱量：Q放=m′q=1.3kg×4.6×107J/kg=5.98×107J，

該車發動機的效率是：η=W/Q放×100%=1.8×107J/5.98×107J×100%≈30.1%．