Question

【題目】隨著居民生活水平的不斷提高，家用轎車越來越多地走進了普通百姓人家．下表為某型家用轎車的有關數據：

家用轎車的總質量1200kg	家用轎車的額定功率30kW
每個輪胎與地面的接觸面積0.02m2	油箱的容積55L

①該家用轎車靜止在水平地面上時，對地面的壓強是多大？
②若該家用轎車在額定功率下以72km/h的速度勻速行駛在平直的公路上，則該車發動機的牽引力是多少？
③該家用轎車仍以72km/h的速度勻速行駛10min，消耗汽油1.3kg，該車發動機的效率是多少？（假設汽油完全燃燒，汽油熱值q=4.6×107J/kg，結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】解：①該汽車靜止在水平地面上時，對地面的壓力：
F=G=mg=1200kg×10N/kg=1.2×104N，
對地面的壓強：
p= = =1.5×105Pa；
②行駛速度v=72km/h=20m/s，
由P= = =Fv得：
該車發動機的牽引力：
F= = =1500N；
③汽車以額定功率勻速直線行駛10min牽引力所做的功：
W=Pt=30×103W×10×60s=1.8×107J，
完全燃燒1.3kg汽油放出熱量：
Q放=m′q=1.3kg×4.6×107J/kg=5.98×107J，
該車發動機的效率是：
η= ×100%= ×100%≈30.1%．
答：①該家用轎車靜止在水平地面上時，對地面的壓強為1.5×105Pa；②該車發動機的牽引力是1500N；③該車發動機的效率是30.1%．
【解析】①該汽車靜止在水平地面上時對地面的壓力和自身的重力相等，根據p= 求出對地面的壓強；②根據P= = =Fv求出發動機牽引力；③根據W=Pt求出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= 求出汽車發動機的效率．
本題考查了壓強、功率、熱量、效率的計算，關鍵是公式及其變形式的靈活應用．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用壓強的大小及其計算和功率計算公式的應用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；功率的計算： P = W/tW 表示功，單位是焦（J）. t表示時間 ，單位是秒（s） P表示功率，單位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．