Question

（2013?湛江一模）隨著湛江經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，小汽車越來越多地走進(jìn)了我市普通百姓人家．如表為東東同學(xué)家小汽車的有關(guān)數(shù)據(jù)：

小汽車的總質(zhì)量1600kg	小汽車的額定功率30kW
每個(gè)輪胎與地面的接觸面積0.02m2	100km耗油量8L
水箱容量2.5L	汽油的密度0.71×103kg/m3

求：
（1）水箱最多能裝水的質(zhì)量是多少千克？
（2）該小汽車靜止在水平地面上時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大？
（3）假若該小汽車在水平路面上以額定功率勻速直線行駛10min，消耗汽油1.3kg，小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多少？（汽油的熱值為4.6×10⁷ J/kg，g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)水箱容量2.5L．利用密度公式變形m=ρV即可求得水箱最多能裝水的質(zhì)量．
（2）靜止時(shí)對(duì)地面的壓力等于汽車的重力，根據(jù)公式P=

F

S

可求壓強(qiáng)．
（3）根據(jù)W=Pt求出小汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功，再利用Q_放=mq可求出完全燃燒1.3kg汽油放出熱量，最后用η=

W

Q

求出小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答：解：（1）水箱容量V=2.5L=2.5×10^-3m³，則水箱最多能裝水的質(zhì)量是：
m=ρv=1.0×10³kg/m³×2.5×10^-3m³=2.5kg
（2）汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓力   F=G=mg=1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10⁴N
汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)P=

F

S

=

1.6×104N

4×0.02m2

=2×10⁵Pa
（3）小汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功
W=Pt=3×10⁴W×10×60s=1.8×10⁷J
完全燃燒1.3kg汽油放出熱量
Q_放=mq=1.3kg×4.6×10⁷J/kg=5.98×10⁷J
小汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為：
η=

W

Q

×100%=

1.8×107J

5.98×107J

×100%=30%．
答：（1）水箱最多能裝水的質(zhì)量是2.5kg；
（2）汽車靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×10⁵Pa；
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為30%．

點(diǎn)評(píng)：本題通過實(shí)際應(yīng)用情況，考查了壓強(qiáng)的計(jì)算、密度的計(jì)算公式、功的計(jì)算、機(jī)械效率的計(jì)算及其提高機(jī)械效率的方法．解題時(shí)要注意物理量的對(duì)應(yīng)．本題考查的知識(shí)面比較廣，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還要知道在水平面上壓力等于物體自身的重力，物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)牽引力等于阻力．