Question

18．一輛汽車，總重為1.2×10⁴N，四個(gè)輪胎與地面接觸總面積為0.12m²，由于路況和車速的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率也不同，通常行駛時(shí)，實(shí)際功率要小于它的最大功率．該型號(hào)轎車的其他有關(guān)數(shù)據(jù)如表（某標(biāo)號(hào)汽油的熱值約為4.5×10⁷J/kg，密度約為0.7×10³kg/m³）求：

發(fā)電機(jī)最大功率	90kW
百公里耗油（100km/h勻速行駛）	6.0L（某標(biāo)號(hào)汽油）
最大車速	170km/h

（1）該車靜止在水平路面上時(shí)，對(duì)路面的壓強(qiáng)是多少？
（2）若轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%，當(dāng)轎車以100km/h的速度勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是多少瓦特？
（3）從環(huán)保角度來看汽車的大量使用造成了哪些環(huán)境污染？提出一條建議．

Answer 1

分析 （1）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)；
（2）知道汽油的體積和汽油的密度，利用密度公式求汽油的質(zhì)量，再利用燃料完全燃燒公式Q_放=mq求6L汽油完全燃燒放出的熱量；根據(jù)“汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能”求出有用能量（發(fā)動(dòng)機(jī)做的功），再利用功率公式求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；
（3）汽車的大量使用造成了大氣污染和噪聲污染；可以改為液化氣車、電瓶車．

解答 解：（1）因?yàn)槠�車靜止在水平路面上，
所以汽車對(duì)路面的壓力：
F=G=1.2×10⁴N，
汽車對(duì)路面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.2×{10}^{4}N}{0.12{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）V=6L=0.006m³，
汽油的質(zhì)量：
m=ρV=0.7×10³kg/m³×0.006m³=4.2kg，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4.2kg×4.5×10⁷J/kg=1.89×10⁸J；
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得發(fā)動(dòng)機(jī)做的有用功：
W=Q_放×30%=1.89×10⁸J×30%=5.67×10⁷J，
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5.67×1{0}^{7}J}{3600s}$=15750W．
（3）汽車的大量使用造成了大氣污染和噪聲污染，從環(huán)保角度來看，不用汽油，可以用蓄電池，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)排放尾氣等；可以用液化氣，優(yōu)點(diǎn)是排出尾氣少等．
答：（1）該車靜止在水平路面上時(shí)，對(duì)路面的壓強(qiáng)是1×10⁵Pa；
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率是15750瓦特；
（3）從環(huán)保角度來看汽車的大量使用造成了大氣污染和噪聲污染，可以改燒液化氣減小污染．

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)密度公式、壓強(qiáng)公式、燃料完全燃燒放熱公式、功率公式、效率公式的掌握和運(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！