Question

【題目】一輛氫氣動力試驗(yàn)汽車所受的重力為1.5×104N，10min內(nèi)汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m，消耗了0.15kg的氫氣，此過翟汽車發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的牽引力為1.0×103N，行駛時汽車輪胎與地面接觸的總面積為0.1m2 ． （氫氣的熱值取1.4×l08J/kg，g取10N/kg）求：
（1）汽車對地面的壓強(qiáng)；
（2）汽車在此過程中的速度；
（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率．

Answer 1

【答案】
（1）

解：汽車對地面的壓力：

F=G=1.5×104N，

汽車輪胎與地面接觸的總面積S=0.1m2，

則汽車對地面的壓強(qiáng)：

p= = =1.5×105Pa

（2）

解：10min內(nèi)汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m，則汽車在此過程中的速度：

v= = =20m/s

（3）

解：完全燃燒0.15kg氫氣釋放出的熱量：

Q放=qm=1.4×108J/kg×0.15kg=2.1×107J，

此過程汽車發(fā)動機(jī)所做的功：

W=Fs=1.0×103N×1.2×l04m=1.2×107J，

則汽車發(fā)動機(jī)的效率：

η= ×100%= ×100%=57.1%

【解析】（1）汽車對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p= 求出對水平地面的壓強(qiáng)；（2）已知時間和路程，利用v= 計算汽車在此過程中的速度；（3）根據(jù)Q放=mq求出氫氣完全燃燒放出的熱量，根據(jù)W=Fs求出汽車發(fā)動機(jī)所做的功，利用η= 求出汽車發(fā)動機(jī)的效率．
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解壓強(qiáng)的大小及其計算的相關(guān)知識，掌握壓強(qiáng)的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)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(qiáng)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(qiáng)大約為20Pa），以及對熱機(jī)的概念和效率的理解，了解熱機(jī)：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，統(tǒng)稱為熱機(jī)．熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率．熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個重要指標(biāo)．