Question

小汽車已逐步進入百姓家庭．小明坐著這輛汽車勻速行駛36km，用時30min，消耗汽油2.25kg，其發(fā)動機的功率為23kW．請運用所學(xué)的知識解答下列問題．（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（1）汽車勻速行駛時所受的牽引力是多大？
（2）汽車發(fā)動機的效率是多少？
（3）觀察小汽車的外型，判斷小汽車在水平路面高速行駛和靜止時，對地面壓力哪一個大？為什么？

Answer 1

分析：（1）已知汽車的功率和行駛的時間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動機做的功；再利用公式F=

W

s

可求汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（2）已知消耗的汽油的質(zhì)量，根據(jù)公式Q=qm可求釋放的能量，發(fā)動機做的功與汽油釋放能量的比值就是發(fā)動機的效率；
（3）靜止時對地面的壓力等于汽車自身的重力，高速行駛時，用流體壓強與流速的關(guān)系可以解釋這個問題．

解答：解：（1）發(fā)動機做的功：W=Pt=23000W×30×60s=4.14×10⁷J
由W=Fs得，
汽車受的牽引力：F=

W

s

=

4.14×107J

36×103m

=1150N；
（2）汽油完全燃燒釋放能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×2.25kg=1.35×10⁸J；
發(fā)動機的效率：η=

W

Q

×100%=

4.14×107J

1.35×108J

×100≈30.7%；
（3）因為高速行駛時，汽車上表面的空氣流速大，對汽車的壓強小，使汽車有一個向上托的力，所以靜止時對路面的壓力大．
答：（1）汽車勻速行駛時所受的牽引力為1150N；
（2）汽車發(fā)動機的效率是30.7%；
（3）靜止時對路面的壓力大；
因為高速行駛時，汽車上表面的空氣流速大，對汽車的壓強小，使汽車有一個向上托的力．

點評：本題考查做功、牽引力、能量、效率等的計算，主要是公式及其變形的靈活運用，還考查了流體壓強與流速的關(guān)系．