Question

1．汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进了社会经济的发展．如图所示，某型号四轮汽车质量为1.6×10³kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02m²，当它以72km/h的速度在平直路面上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100km消耗汽油量为8L．完全燃烧1L汽油释放的能量为3.7×10⁷J，g=10N/kg．求：
（1）汽车静止时对路面的压强．
（2）汽车以72km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率．
（3）汽车以72km/h的速度匀速行驶时，汽车发动机的效率．
（4）汽车有很多用途，但也带来很多不利影响，请列举一例，并就如何减小该不利影响提出一条合理化建议．

Answer 1

分析 （1）汽车对地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，然后根据压强公式求出汽车静止时对地面产生的压强；
（2）由于汽车在平直路面上匀速行驶，汽车的牵引力等于受到的阻力，根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出汽车以72km/h的速度匀速行驶时牵引力的功率．
（3）汽车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡条件求出牵引力的大小，根据W=Fs求出汽车匀速行驶100km时所做的有用功；根据题意求出完全燃
（4）汽车利用过程中的不利因素可从环保角度分析．

解答 解：（1）汽车对地面的压力：
F=G=mg=1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10⁴N，
汽车静止时对地面产生的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.6×1{0}^{4}N}{4×0.02{m}^{2}}$=2×10⁵Pa；
（2）汽车的速度：
v=72km/h=20m/s，
又因为物体在水平路面上做匀速直线运动，
所以F_牵=f=600N，
牵引力的功率：
P=Fv=600N×20m/s=1.2×10⁴W=12kW．
（3）因汽车匀速行驶受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，汽车受到的牵引力F_牵=f=600N，
汽车匀速行驶100km时所做的有用功：
W_有=F_牵s=600N×100×10³m=6×10⁷J；
完全燃烧8L汽油释放的能量：
Q_放=8L×3.7×10⁷J/L=2.96×10⁸J，
汽车的效率：
η=$\frac{{W}_{有}}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{6×1{0}^{7}J}{2.96×1{0}^{8}J}$×100%≈20.3%；
（4）汽车会造成噪声污染，建议：城区内禁止汽车鸣笛．
答：（1）汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率为10000W；
（2）汽车消耗汽油8L燃烧放出的热量为2.96×10⁸J；
（3）汽车以60Km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率为20.3%；
（4）汽车会造成噪声污染；可在城区内禁止汽车鸣笛．

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、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．