Question

下表是某四轮轿车的部分数据，图是该轿车发动机的能量流向图．

（1）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是多大？
（2）若该小汽车行驶100km．则需耗油多kg？（1L=10^-3m³）
（3）假若该小汽车在水平路面上以额定功率匀速直线行驶，请计算该车10min内牵引力所做的功．

小汽车的质量700kg	小汽车的额定功率60kW
每个轮胎与地面的接触面积500cm2	100km耗油量10L
汽油的密度0.71×103kg/m3	汽油的价格5.0元/L

（4）请依据图中提供的信息，计算该汽车发动机的效率．为提高该类汽车发动机的效率，请提出一种合理的设想．

Answer 1

解：（1）小汽车对地面的压力：F=G=mg=700kg×10N/kg=7×10³N
小汽车对地面的压强：P===3.5×10⁴Pa
（2）汽车行驶100km耗油：m=ρV=0.71×10³kg/m³×10×10^-3m³=7.1kg
（3）牵引力所做的功：W=pt=60×10³W×10×60s=3.6×10⁷J
（4）η===20%；
降低尾气的温度，减少气缸散热损失的能量，减小发动机机械本身的摩擦等（其他合理答案均可给分）
答：（1）该小汽车静止在水平地面上时，对地面的压强是3.5×10⁴Pa．
（2）若该小汽车行驶100km．则需耗油7.1kg．
（3）车10min内牵引力所做的功是3.6×10⁷J．
（4）该汽车发动机的效率为20%，提高该类汽车发动机的效率，可降低尾气的温度，减少气缸散热损失的能量，减小发动机机械本身的摩擦等．
分析：（1）小汽车静止在水平地面上，所以对地面的压力等于小汽车自身的重力，小汽车有4个轮，它与地面的接触面积是一个的4倍，压强可用公式P=求得．
（2）从小汽车的有关参数中可知小汽车行驶100km耗油10L，利用公式m=ρv求得油的质量．
（3）求功有两种方法，①w=Fs，②w=pt．由题意可知p和t，所以牵引力所做的功用w=pt计算．
（4）机械效率的计算公式是η=，从发动机的能量流向图可找到有用功和总功．从而计算出机械效率．要想提高机械效率，要从减小额外功方面考虑．
点评：本题通过实际应用情况，考查了压强的计算、密度的计算公式、功的计算、机械效率的计算及其提高机械效率的方法．解题时要注意物理量的对应．