Question

【題目】如圖是一種新型四座環(huán)保氫燃料汽車(chē)，其發(fā)動(dòng)機(jī)把氫燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，再通過(guò)傳動(dòng)機(jī)械驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛．發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)氫燃燒后，排出物是純凈的水和一點(diǎn)點(diǎn)熱量，因此非常環(huán)保．若輪子的著地總面積為0.4m2，車(chē)自身質(zhì)量1200kg，車(chē)子最大時(shí)速為180km/h，加注一次燃料最多可以行駛1000km，汽車(chē)行駛時(shí)受到的阻力為其重力的0.08倍（每人的質(zhì)量為50kg，g=10N/Kg）求：

（1）載四人后車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)多大？

（2）載四人以最快速度行駛，牽引力的功率為多少？

（3）若該行駛過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是50%，最多一次可加注氫氣的質(zhì)量為多少千克？（氫氣的熱值1.4×108J/kg）

Answer 1

【答案】（1）3.5×104Pa （2）56000W （3）16kg

【解析】（1）車(chē)與人的總質(zhì)量：
m=m車(chē)+4m人=1200kg+4×50kg=1400kg，
車(chē)對(duì)水平地面的壓力：
F壓=G=mg=1400kg×10N/kg=14000N，
車(chē)載人后對(duì)地面的壓強(qiáng)： ；
（2）車(chē)做運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：
車(chē)的牽引力：F牽=阻=0.08G=0.08×14000N=1120N，
車(chē)子最大時(shí)速為180km/h=50m/s

牽引力做功功率：
P=Fv=1120N×50m/s =56000W；
（3）∵，

車(chē)子最大時(shí)速為180km/h，加注一次燃料最多可以行駛1000km，做功W=Fs=1120N×1×106m=1.12×109J

∴氫氣完全燃燒釋放的熱量： ，
∵Q=qm，
∴氫氣的質(zhì)量： ．
答：（1）載兩人后車(chē)靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為3.5×104Pa；
（2）牽引力做功功率：56000W；
（3）燃燒氫氣的質(zhì)量為16kg．