Question

11．隨著人們經(jīng)濟水平的不斷提高，小汽車越來越多地走進了我市普通百姓人家．如表為小云同學家小汽車的有關數(shù)據(jù)：

小汽車的總質(zhì)量1800kg	小汽車的額定功率30kW
每個輪胎與地面的接觸面積0.02m2	100km耗油量8L
水箱容量2.5L

求：（1）小汽車靜止在水平路面上時，對地面的壓強是多大？（g=10N/kg）
（2）假若該小汽車在水平路面上在額定功率下以108km/h勻速直線行駛10min，消耗汽油1.2kg，消耗的汽油完全燃燒放出多少熱量？
（3）小汽車發(fā)動機的效率為多少？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）小汽車靜止在水平路面上時，對地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，受力面積為4個輪胎與地面的接觸面積之和，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對地面的壓強；
（2）知道消耗汽油的質(zhì)量和汽油的熱值，根據(jù)Q_放=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量；
（3）知道汽車在額定功率下行駛的時間，根據(jù)W=Pt求出發(fā)動機做的功，利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出小汽車發(fā)動機的效率．

解答 解：（1）小汽車靜止在水平路面上時，對地面的壓力：
F=G=mg=1800kg×10N/kg=1.8×10⁴N，
對地面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}N}{4×0.02{m}^{2}}$=2.25×10⁵Pa；
（2）1.2kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=m′q=1.2kg×4.6×10⁷J/kg=5.52×10⁷J；
（3）由P=$\frac{W}{t}$可得，汽車發(fā)動機做的功：
W=Pt=30×10³W×10×60s=1.8×10⁷J，
小汽車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.8×1{0}^{7}J}{5.52×1{0}^{7}J}$×100%≈32.6%．
答：（1）小汽車靜止在水平路面上時，對地面的壓強是2.25×10⁵Pa；
（2）消耗的汽油完全燃燒放出的熱量為5.52×10⁷J；
（3）小汽車發(fā)動機的效率為32.6%．

點評 本題考查了重力公式、壓強公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式、做功公式、效率公式的應用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等．