Question

11．隨著人們生活水平的逐漸提高，小轎車已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶．前不久，小明家也新買了一輛小汽車，如圖1所示．好奇的小明找出了小汽車有關(guān)數(shù)據(jù)，如表所示：

汽車的質(zhì)量	1.26t
額定功率	90kW
每個(gè)輪胎與地面的接觸面積	500cm2
輪胎數(shù)	4

求：
（1）小汽車靜止在水平地面上時(shí)，對地面的壓強(qiáng)是多大？（g=10N/kg）
（2）“五一”假期，小明一家駕車去西安世博園游玩．小汽車在水平路面上以額定功率勻速直線行駛0.5h，速度表如圖2所示，那么此時(shí)汽車受到的阻力為多大？
（3）小明從說明書上查到汽油機(jī)的機(jī)械效率為20%，如果汽油的熱值是4×10⁷J/kg，請你根據(jù)題中給出的條件，計(jì)算這輛車的百公里耗油量．
（4）汽車的大量使用給我們的出行帶來方便的同時(shí)，也對環(huán)境產(chǎn)生了巨大的破壞，就現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，請你提供一條好的建議在排氣管后安裝尾氣轉(zhuǎn)化器．

Answer 1

分析 （1）靜止時(shí)對地面的壓力等于汽車的重力，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求壓強(qiáng)．
（2）已知汽車的額定功率，讀出行駛速度，利用公式P=Fv求求牽引力；因?yàn)槠�車勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等；
（3）利用W=Fs求出汽車行駛100km做功，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求完全燃燒汽油放出的熱量，再利用Q_放=mq求完全燃燒汽油的質(zhì)量；
（4）汽車的增多容易造成交通擁擠、噪聲污染，燃料的燃燒過程中生成大量的污染空氣的物質(zhì)，主要有氮的氧化物、鉛的化合物等物質(zhì)，要充分理解節(jié)能環(huán)保的重要性．

解答 解：
（1）小汽車對地面的壓力：
F=G=mg=1.26×1000kg×10N/kg=1.26×10⁴N，
小汽車對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.26×1{0}^{4}N}{500×4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=6.3×10⁴Pa；
（2）由圖知，汽車的行駛速度v=100km/h=100×$\frac{1}{3.6}$m/s=$\frac{250}{9}$m/s，
因?yàn)镻=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv，
所以汽車的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{90×1000W}{\frac{250}{9}m/s}$=3240N；
因?yàn)槠�車勻速直線行駛，
所以汽車受到的阻力f=F=3240N；
（3）汽車行駛100km做功：
W=Fs=3240N×100×1000m=3.24×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得完全燃燒汽油放出的熱量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{3.24×1{0}^{8}J}{20%}$=1.62×10⁹J，
由Q_放=mq得完全燃燒汽油的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.62×1{0}^{9}J}{4×1{0}^{7}J/kg}$=40.5kg．
（4）因?yàn)闊釞C(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)燃燒化石能源會釋放大量廢氣，使環(huán)境造成污染．建議：在排氣管后安裝尾氣轉(zhuǎn)化器、燃燒輕質(zhì)燃油．
故答案為：
（1）小汽車靜止在水平地面上時(shí)，對地面的壓強(qiáng)是6.3×10⁴Pa；
（2）此時(shí)汽車受到的阻力為3240N；
（3）這輛車的百公里耗油量為40.5kg；
（4）在排氣管后安裝尾氣轉(zhuǎn)化器．

點(diǎn)評 本題考查壓強(qiáng)、質(zhì)量、做功、熱量、阻力等的計(jì)算以及二力平衡條件的應(yīng)用，考查面比較廣，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還考查了熱機(jī)使用對大氣的污染，增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)保意識，有意義！