已知某型号的四轮汽车的质量为1.6×103Kg,每个轮子与地面的接触面积为20cm2.在一段平直的高速公路上匀速行驶10.08km,所用时间是8min,消耗燃油3L(假设燃油完全燃烧),汽车发动机在这段时间内的功率为63kW.若燃油的密度是0.8×103kg/m3,热值为3.15×107J/kg,求:
(1)汽车静止时对路面的压强.
(2)汽车行驶速度是多少?
(3)汽车行驶过程的牵引力是多大?
(4)汽车发动机的效率是多少?
网友回答
解:(1)汽车静止时对路面的压力:
F=G=mg=1.6×103kg×9.8N/kg=15680N,
汽车对地面压强:
p===1.96×106Pa;
(2)汽车行驶速度:
v===21m/s;
(3)根据P===Fv可得:
汽车牵引力F===3.0×103N;
(4)汽车行驶过程所做的功:
W=Pt=63×103W×480s=3.024×107J,
根据ρ=可得:
消耗的燃油的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-3m3=2.4kg,
燃油完全燃烧放出热量:
Q=qm=3.15×107J/kg×2.4kg=7.56×107J,
汽车发动机的效率是:
η===40%.
答:(1)汽车静止时对路面的压强为1.96×106Pa;
(2)汽车行驶速度是21m/s;
(3)汽车行驶过程的牵引力是3.0×103N;
(4)汽车发动机的效率是40%.
解析分析:(1)汽车静止时对路面的压力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小,再利用p=求出对路面的压强;(2)已知行驶的路程和所用的时间,根据速度公式可求行驶的速度;(3)已知功率和速度,根据公式P===Fv可求牵引力的大小;(3)根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功,根据密度公式求出燃油的质量,再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量,二者之比就等于汽车发动机的效率.
点评:本题是一道综合计算题,考查的知识点较多,有重力的计算公式、压强的计算公式、功的计算公式、功率的计算公式、机械效率的计算公式以及有关热值的计算等.解题时要注意各知识点的综合应用.