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4.小洁家购买某型号的四轮汽车的质量为1.8t,每个轮子与地面的接触面积为20cm2.假期全家开车去某地旅游,下车时观察里程表确定汽车行驶225km,所用时间是2.5h,消耗汽油20L(假设汽油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为20kW.求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(3)汽车发动机的效率是多少?(ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg,g=10N/kg)

分析 (1)汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再利用p=$\frac{F}{S}$求出对路面的压强;
(2)根据公式P=$\frac{W}{t}$可求汽车行驶过程所做的功,再利用W=Fs可求牵引力的大小;
(3)根据密度公式求出燃油的质量,再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量,二者之比就等于汽车发动机的效率.

解答 解:(1)汽车静止时对路面的压力:
F=G=mg=1.8×103kg×10N/kg=1.8×104N,
汽车对地面压强:p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{4×20×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.25×106Pa;
(2)汽车行驶过程牵引力所做的功:
W=Pt=20×103W×2.5×3600s=1.8×108J,
根据W=Fs可得:汽车牵引力F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.8×1{0}^{8}J}{2.25×1{0}^{5}m}$=800N,
(3)根据ρ=$\frac{m}{V}$得消耗的汽油的质量,
m=ρV=0.8×103kg/m3×20×10-3m3=16kg,
汽油完全燃烧放出热量:
Q=mq=4.5×107J/kg×16kg=7.2×108J,
汽车发动机的效率是:η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{8}J}{7.2×1{0}^{8}J}$×100%=25%.
答:(1)汽车静止时对路面的压强为2.25×106Pa;
(2)汽车行驶过程的牵引力是800N;
(3)汽车发动机的效率是25%.

点评 本题是一道综合计算题,考查的知识点较多,有重力的计算公式、压强的计算公式、功的计算公式、功率的计算公式、机械效率的计算公式以及有关热值的计算等.解题时要注意各知识点的综合应用.

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②将F板与E板再次旋转到同一平面,改变激光笔的位置,用激光笔发出一束沿E板A′O方向射向O点的光,在右侧F板上观察到反射光OB′,并将实验现象记录在表格中.
于是小新认为“光在发生反射时,反射光线、入射光线与法线在一个平面内”
(1)小新实验过程中存在的问题:①和②两次实验都没有把F板向后折转一定的角度,在F板上不能看到反射光线.
(2)请你针对小新实验过程中存在的问题,写出改进措施:在步骤①和②中,都要将F板向后折转一定的角度,在F板上不能看到反射光线并将现象记录在表格中.

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19.上海嘉定一男孩从冰箱拿出一罐冰冻百事可乐,开启瞬间发生爆炸.罐口拉环直接划到孩子脸上,直接穿透脸腮,在医院外缝31针内缝7针.根据物理常识,可乐在冰箱内结冰后,体积会增大(填增大或减小)从而破坏罐体结构,另外,罐内溶解的CO2因可乐结冰会大量析出变为气态,使罐体内压强增大(填增大或减小),从而引发爆炸.

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