Question

随着人民生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭．小林的爸爸最近也购买了一辆轿车．
（1）通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg．当车上载有195kg的人和物品时，车轮与地面的总接触面积为4.0×10^-2m²，试求轿车对地面的压强（g取10N/kg）．
（2）在设计汽车发动机时，既要考虑能量的利用效率，也是考虑发动机的冷却问题．为了防止发动机过热，汽车的冷却系统常用水的循环来降低发动机的温度．在发动机的冷却系统中共有5kg的水，在冷却过程中水温升高50℃，所吸收的热量是多少？
（3）柴油在某汽车发动机汽缸内燃烧时，如果每分钟释放1.2×10⁷J的能量，发动机输出的功率是8.5×10⁴W，则此汽车发动机的效率是多少？
（4）为了提高该汽车发动机的效率，请写出一种合理的设想．

Answer 1

分析：（1）汽车对水平地面的压力等于它的重力，由压强公式可以求出汽车对地面的压强．
（2）已知水的质量与升高的温度，由热量公式可以求出水吸收的热量．
（3）由功率的变形公式求出发动机输出的机械能，然后由效率公式求出发动机的效率．
（4）从燃料完全燃烧、减小能量损失方面分析答题．

解答：解：（1）汽车对水平地面的压强：
p=

F

S

=

G

S

=

mg

S

=

(1725kg+195kg)×10N/kg

4×10-2m2

=4.8×10⁵Pa；
（2）水吸收的热量：
Q=cm△t=4.2×10³J/（kg?℃）×5kg×50℃=1.05×10⁶J；
（3）∵P=

W

t

，
∴汽车发动机输出的机械能：
W=Pt=8.5×10⁴W×60s=5.1×10⁶J，
发动机的效率η=

W

Q

×100%=

5.1×106J

1.2×107J

×100%=42.5%；
（4）使柴油完全燃烧可以提高该汽车发动机的效率．
答：（1）轿车对地面的压强为4.8×10⁵Pa；
（2）水吸收的热量为1.05×10⁶J；
（3）发动机的效率的为42.5%；
（4）使燃料完全燃烧可以提高发动机的效率．

点评：本题考查了轿车对地面的压强、水吸收的热量、发动机的效率、提高发动机效率的方法等问题，难度不大，应用压强公式、热量公式、效率公式即可正确解题．