Question

【题目】某校学生乘坐校车到距离9km处的考点参加考试（设道路是平直、均匀材质的路面），校车与所载学生的总质量为9000kg，车轮与地面的接触总面积为0.15m2 ． 问：
（1）校车对地面的压强多大？
（2）若校车以43.2km/h的速度匀速行驶时受到的阻力为4500N，则校车发动机牵引力的功率是多大？
（3）若校车匀速驶完全程共消耗了4.8kg燃油（假设燃油完全燃烧，燃油的热值为3.2×107J/kg），则校车发动机的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：校车对地面的压力：F1=G=m1g=9000kg×9.8N/kg=8.82×104N，

校车对地面的压强：P1= = =5.88×105Pa；

（2）解：v=43.2km/h=12m/s，

因为汽车做匀速直线行驶，所以牵引力：F2=f=4500N，

则牵引力功率：P2=F2v=4500N×12m/s=5.4×104W；

（3）解：牵引力做功：W=F2s2=4500N×9000m=4.05×107J，

燃油完全燃烧放出的热量：Q放=m2q=4.8kg×3.2×107J/kg=1.536×108J，

则发动机的效率：η= ×100%= ×100%≈26.37%．

【解析】（1）根据G=mg求出校车的总重力即为校车对地面的压力，根据F=G=mg求出其大小，又知道车轮与地面的接触总面积，根据p= 求出校车对地面的压强；（2）根据v= 的变形公式t= 求出校车行驶的时间，然后利用二力平衡条件求出校车发动机牵引力，再根据W=Fs求出校车发动机牵引力做的功，最后根据P= 求出校车发动机牵引力的功率；（3）根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出的热量，再根据η= ×100%求出该校车发动机的效率．
【考点精析】关于本题考查的压强的大小及其计算和功的计算，需要了解压强的计算公式及单位：公式：p =F/s ,p表示压强，F表示压力，S表示受力面积压力的单位是 N，面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡，记作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡单位很小，一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa）；功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能得出正确答案．