Question

如图所示，小华家新买了一台小轿车，小轿车的质量是1.2t，车轮与地面接触面积为0.12m²周末小华一家人开车去郊游，在某段水平路面上以72km/h的速度匀速直线行驶了20min，该小轿车共消耗汽油3.2kg，此过程小轿车的输出功率是40kW．求：

（1）轿车静止在水平地面上时，车对地面的压强；（g取10N/kg）

（2）小轿车在这段路程中所受的阻力；

（3）此过程中汽车发动机的效率。（q_汽油＝4.6×10⁷J/kg）

Answer

（1）1×105Pa；（2）2×103N；（3）32.6%。

【解析】

（1）轿车静止在水平地面上时，车对地面的压力：

F＝G＝mg＝1.2×103kg×10N/kg＝1.2×104N，

汽车对地面压强：

p＝=

＝1×105Pa；

（2）汽车匀速直线行驶的速度：

v＝72km/h＝20m/s，

由P＝==＝Fv可得，小轿车在这段路程中的牵引力：

F′＝=＝2×103N，

因汽车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的阻力和牵引力是一对平衡力，

所以，小轿车在这段路程中所受的阻力f＝F′＝2×103N；

（3）小轿车在这段路程中发动机做的功：

W＝Pt＝40×103W×20×60s＝4.8×107J，

汽油完全燃烧释放的热量：

Q放＝m′q汽油＝3.2kg×4.6×107J/kg＝1.472×108J，

汽油机的效率：

η＝×100%＝×100%≈32.6%。