Question

16．如圖所示，“江淮和悅”小轎車質(zhì)量為1.5t（含油箱內(nèi)的20kg汽油），輪胎與地面接觸總面積為0.1m²．若駕駛這轎車到距離馬鞍山約350km的杭州旅游．假設(shè)全程看作是勻速行駛，高速行駛時轎車受到的平均阻力為920N．
（1）若駕駛員將隨時物品帶上車后，車的總質(zhì)量又增加100kg，則轎車發(fā)動前對水平地面產(chǎn)壓強(qiáng)多大？
（2）汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功是多少？
（3）若汽油完全燃燒產(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）．通過計算說明該小轎車在行駛途中是否需要加油？

Answer 1

分析 （1）車行駛時對地面的壓力等于車和人以及物品的重力；根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求車行駛時對水平地面會產(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）水平地面受到轎車的壓力：
F=G=mg=（1.5×10³kg+100kg）×10N/kg=16000N，
水平地面受到的壓強(qiáng)為
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{16000N}{0.1{m}^{2}}$=1.6×10⁵Pa；
（2）假設(shè)全程看作是勻速行駛，則轎車受到的牽引力等于阻力，
汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功：
W=Fs=fs=920N×3.5×10⁵m=3.22×10⁸J；
（3）20kg汽油完全燃燒釋放的能量：
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×20kg=9.2×10⁸J；
由題意可知，轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：
W_動=Q_放η=9.2×10⁸J×30%=2.76×10⁸J＜3.22×10⁸J，
所以，該小轎車在行駛途中需要加油．
答：（1）車行駛時對水平地面產(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3.22×10⁸J；
（3）該小轎車在行駛途中需要加油．

點評 本題考查壓強(qiáng)、做功、能量的計算等，關(guān)鍵是公式及其變形和物理規(guī)律的靈活運(yùn)用，要知道在水平面上物體對水平面的壓力等于自身的重力．