Question

18．一辆汽车，总重为1.2×10⁴N，四个轮胎与地面接触总面积为0.12m²，由于路况和车速的不同，发动机的实际功率也不同，通常行驶时，实际功率要小于它的最大功率．该型号轿车的其他有关数据如表（某标号汽油的热值约为4.5×10⁷J/kg，密度约为0.7×10³kg/m³）求：

发电机最大功率	90kW
百公里耗油（100km/h匀速行驶）	6.0L（某标号汽油）
最大车速	170km/h

（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少？
（2）若轿车发动机的效率是30%，当轿车以100km/h的速度匀速行驶时，发动机的实际功率是多少瓦特？
（3）从环保角度来看汽车的大量使用造成了哪些环境污染？提出一条建议．

Answer 1

分析 （1）知道汽车总重，又在水平路面上，可求汽车对路面的压力，又知道受力面积，利用压强公式求汽车对路面的压强；
（2）知道汽油的体积和汽油的密度，利用密度公式求汽油的质量，再利用燃料完全燃烧公式Q_放=mq求6L汽油完全燃烧放出的热量；根据“汽油完全燃烧放出的热量有30%转化为机械能”求出有用能量（发动机做的功），再利用功率公式求汽车发动机的功率；
（3）汽车的大量使用造成了大气污染和噪声污染；可以改为液化气车、电瓶车．

解答 解：（1）因为汽车静止在水平路面上，
所以汽车对路面的压力：
F=G=1.2×10⁴N，
汽车对路面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×{10}^{4}N}{0.12{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）V=6L=0.006m³，
汽油的质量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.006m³=4.2kg，
汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=4.2kg×4.5×10⁷J/kg=1.89×10⁸J；
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得发动机做的有用功：
W=Q_放×30%=1.89×10⁸J×30%=5.67×10⁷J，
汽车发动机的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5.67×1{0}^{7}J}{3600s}$=15750W．
（3）汽车的大量使用造成了大气污染和噪声污染，从环保角度来看，不用汽油，可以用蓄电池，优点是不会排放尾气等；可以用液化气，优点是排出尾气少等．
答：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是1×10⁵Pa；
（2）发动机的实际功率是15750瓦特；
（3）从环保角度来看汽车的大量使用造成了大气污染和噪声污染，可以改烧液化气减小污染．

点评 本题是力学和热学的综合题，考查了学生对密度公式、压强公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式、效率公式的掌握和运用，利用所学知识，计算解决实际问题，学以致用！