Question

如圖所示，小轎車的質(zhì)量為1.5t（含油箱內(nèi)的18㎏汽油），每個(gè)輪胎與地面的接觸面積為0.025㎡．老吳開著這輛小轎車沿高速公路到某地去旅游，路程為300km．假設(shè)轎車是勻速行駛，且受到的阻力為920N．已知汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，汽油的熱值q為4.6×10⁷J/kg．
（1）若車內(nèi)人和物品的總質(zhì)量為100㎏，則車行駛時(shí)對(duì)水平地面會(huì)產(chǎn)生多大的壓強(qiáng)？（g取10N/㎏）
（2）汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功是多少？
（3）通過計(jì)算說明該小轎車在行駛途中是否需要加油？（燃料完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能Q=mq）

Answer 1

分析：（1）車行駛時(shí)對(duì)地面的壓力等于車和人以及物品的重力；根據(jù)公式P=

F

S

可求車行駛時(shí)對(duì)水平地面會(huì)產(chǎn)生的壓強(qiáng)；
（2）汽車勻速行駛，受到的牽引力等于阻力，根據(jù)公式W=FS可求牽引力做的功；
（3）已知汽油的質(zhì)量和熱值，根據(jù)公式Q=qm可求汽油完全燃燒釋放的能量，再與汽車所做的功進(jìn)行比較即可得出結(jié)論．

解答：解：（1）P=

F

S

=

G

S

=

(1500kg+100kg)×10N/kg

4×0.025m2

=1.6×10⁵Pa；
答：車行駛時(shí)對(duì)水平地面產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1.6×10⁵Pa；
（2）汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功是W=FS=fS=920N×300000m=2.76×10⁸J；
答：汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功是2.76×10⁸J；
（3）汽油完全燃燒釋放的能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×18kg=8.28×10⁸J；
轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的能量為W₁=Qη=8.28×10⁸J×30%=2.484×10⁸J＜2.76×10⁸J；
因此該小轎車在行駛途中需要加油．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、做功、能量的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對(duì)水平面的壓力等于自身的重力．