Question

小明的爸爸新買了一輛小汽車，如圖所示，小明坐著這輛汽車勻速行駛144km，用時(shí)2h，消耗汽油9kg，其發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為23kW．請運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解答下列問題．（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（1）汽車勻速行駛時(shí)速度是多少？
（2）汽車勻速行駛時(shí)所受的牽引力是多大？
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？
（4）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(shí)，對地面壓力哪一個(gè)大？為什么？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知行駛的路程和時(shí)間，根據(jù)公式v=可求汽車勻速行駛時(shí)速度；
（2）已知汽車的功率和行駛的時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動(dòng)機(jī)做的功；再利用公式F=可求汽車勻速行駛時(shí)所受的牽引力；
（3）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(dòng)機(jī)做的功與汽油釋放能量的比值就是發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；
（4）靜止時(shí)對地面的壓力等于汽車自身的重力，高速行駛時(shí)，用流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系可以解釋這個(gè)問題．
解答：解：（1）汽車勻速行駛時(shí)速度v===72km/h；
答：汽車勻速行駛時(shí)速度是72km/h；
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)做的功：W=Pt=23000W×7200s=1.656×10⁸J
汽車受的牽引力：F===1150N；
答：汽車勻速行駛時(shí)所受的牽引力為1150N；
（3）汽油完全燃燒釋放能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×9kg=4.14×10⁸J；
發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η===40%；
答：發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為40%；
（3）靜止時(shí)對路面的壓力大，
因?yàn)楦咚傩旭倳r(shí)，汽車上表面的空氣流速大，對汽車的壓強(qiáng)小，使汽車有一個(gè)向上托的力．
點(diǎn)評：本題考查速度、做功、牽引力、能量、效率等的計(jì)算，主要是公式及其變形的靈活運(yùn)用，還考查了流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系．