某家用轿车，重为1.5×104N，如果每个车轮与地面的接触面积为200cm2，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍．已知汽油的热值为4.5×107J/kg，在

Question

某家用轿车，重为1.5×10⁴N，如果每个车轮与地面的接触面积为200cm²，当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08倍．已知汽油的热值为4.5×10⁷J/kg，在此过程中，求：
（1）当轿车静止时对路面的压强；
（2）轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程；
（3）轿车行驶时牵引力做功的功率；
（4）轿车行驶时发动机的效率．

Answer 1

（1）当轿车静止时，对路面的压力：
F=G=1.5×10⁴N，
受力面积：
S=200cm²×4=800cm²=0.08m²，
对路面的压强：
p=(F)/(S)=(1.5×104N)/(0.08m2)=1.875×10⁵Pa；
（2）由v=(s)/(t)可得，轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程：
s=vt=72km/h×0.5h=36km；
（3）因轿车匀速直线行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，牵引力的大小：
F′=f=0.08G=0.08×1.5×10⁴N=1200N，
牵引力做的功：
W=F′s=1200N×36×10³m=4.32×10⁷J，
牵引力做功的功率：
P=(W)/(t)=(4.32×107J)/(0.5×3600s)=2.4×10⁴W；
（4）消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=mq=3kg×4.5×10⁷J/kg=1.35×10⁸J，
轿车行驶时发动机的效率：
η=(W)/(Q放)×100%=(4.32×107J)/(1.35×108J)×100%=32%．
答：（1）当轿车静止时对路面的压强为1.875×10⁵Pa；
（2）轿车匀速直线行驶0.5h通过的路程为36km；
（3）轿车行驶时牵引力做功的功率为2.4×10⁴W；
（4）轿车行驶时发动机的效率为32%．