Question

7．現(xiàn)代社會上汽車大量增加，交通事故也在增多，發(fā)生交通事故的一個重要原因，就是遇到意外情況時汽車不能立即停止．駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到操縱制動器來剎車需要一段時間，這段時間叫反應時間；在這段時間內(nèi)汽車前進的距離叫反應距離．從制動器發(fā)生作用到汽車完全停下來，又要前進一段距離，這段距離叫制動距離．下表是一個機警的駕駛員駕駛一輛保養(yǎng)很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應距離和制動距離．

速度v/（km•h-1）	反應距離s1/m	制動距離s2/m	停車總距離s/m
40	7	8	15
60	11	20	31
100	19	54	73
…	…	…	…

（1）如果在雨雪天，汽車的制動距離又將怎樣變化？
（2）利用上表數(shù)據(jù)計算得出該駕駛員的平均反應時間是多少？（結果保留兩位小數(shù)）
（3）若汽車以某一速度在平直路面上勻速行駛100km，消耗汽油10L，汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅動汽車做有用功，計算這輛汽車勻速行駛時受到的阻力．（汽油的密度為0.7×10³kg/m³，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）從雨雪天路面濕滑，輪胎與地面的摩擦力減小分析原因；
（2）反應時間可以利用反應距離除以初速求得．
（3）知道汽油的體積和密度，利用密度公式求汽油的質量；又知道汽油的熱值，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量；
求出了汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來驅動汽車做有用功，據(jù)此求出用來驅動汽車做的有用功W；
知道轎車行駛的距離，根據(jù)W=Fs求轎車牽引力；
又知道轎車勻速行駛，根據(jù)F=f求勻速行駛時轎車受到的阻力．

解答 解：（1）在雨雪天，汽車的制動距離變長，因為雨雪天路面濕滑，輪胎與地面的摩擦力減小，對汽車的阻力會變小，因此，其制動距離將會增大；
（2）以第一組數(shù)據(jù)為例，由v=$\frac{s}{t}$可得，
t₁=$\frac{{s}_{1}}{{t}_{1}}$=$\frac{7m}{40×\frac{1}{3.6}m/s}$=0.63s，
t₂=$\frac{{s}_{2}}{{t}_{2}}$=$\frac{11m}{60×\frac{1}{3.6}m/s}$=0.66s，
t₃=$\frac{{s}_{3}}{{t}_{3}}$=$\frac{19m}{100×\frac{1}{3.6}m/s}$≈0.68s，
平均反應時間t=$\frac{0.63s+0.66s+0.68s}{3}$≈0.66s；
（3）V=10L=10×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$，可得m=ρV=0.7×10³kg/m³×10×10^-3m³=7kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=7kg×4.6×10⁷J/kg=3.22×10⁸J；
由題知，用來驅動汽車做的有用功：
W_有=Q_放×30%=3.22×l0⁸J×30%=9.66×10⁷J
因為W_有=Fs，
所以轎車牽引力：
F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{9.66×1{0}^{7}J}{1×1{0}^{5}m}$=966N，
又因為轎車勻速行駛，所以轎車受到的阻力：
f=F=966N．
答：（1）如果在雨雪天，汽車的制動距離將會增大；
（2）該駕駛員的反應時間0.66s；
（3）這輛汽車勻速行駛時受到的阻力為966N．

點評 理解與反應時間是和反應距離和車速的對應的是此題的難點．本題考查還了密度的計算、功的計算、效率的計算、燃料燃燒放熱的計算，公式多，環(huán)環(huán)相扣，注意靈活運用，屬于難題．