Question

3．一輛重為1.2×10⁴N的汽車靜止在水平路面上，輪胎與地面總接觸面積為0.12m²，該車在15min內(nèi)勻速行駛了15km，消耗汽油2kg，汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．已知q_汽油=4.6×10⁷J/kg．求汽車：
（1）勻速行駛的速度；
（2）靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（3）15min內(nèi)獲得的機(jī)械能．

Answer 1

分析 （1）已知速度和路程，利用速度公式可直接求得勻速行駛的速度；
（2）知道汽車總重，又在水平路面上，可求汽車對(duì)路面的壓力，又知道受力面積，利用壓強(qiáng)公式求汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)；
（3）利用Q_放=mq求2kg汽油完全燃燒放出的熱量，然后利用η=$\frac{W}{Q}$求解機(jī)械能．

解答 解：（1）15min=0.25h，
勻速行駛的速度v=$\frac{s}{t}=\frac{15km}{0.25h}$=60km/h；
（2）汽車靜止在水平路面上，對(duì)路面的壓力等于其自身重力：
F=G=1.2×10⁴N，
汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}N}{0.12{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（3）2kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=2kg×4.6×10⁷J/kg=9.2×10⁷J，
由η=$\frac{W}{Q}$得，獲得的機(jī)械能：
W=ηQ_放=30%×9.2×10⁷J=2.76×10⁷J．
答：（1）勻速行駛的速度為60km/h；
（2）靜止時(shí)對(duì)路面的壓強(qiáng)為1×10⁵Pa；
（3）15min內(nèi)獲得的機(jī)械能為2.76×10⁷J．

點(diǎn)評(píng) 本題是力學(xué)和熱學(xué)的綜合題，考查了學(xué)生對(duì)速度公式、壓強(qiáng)公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，利用所學(xué)知識(shí)，計(jì)算解決實(shí)際問題，學(xué)以致用！