如图是青岛胶州湾跨海大桥，大桥全长36km，成为世界最长跨海大桥．大桥拉近了黄岛开发区与青岛核心腹地的距离，改变胶州湾天堑阻隔实现“大青岛”发展规划．该大桥双向6车道，设计

Question

如图是青岛胶州湾跨海大桥，大桥全长36km，成为世界最长跨海大桥．大桥拉近了黄岛开发区与青岛核心腹地的距离，改变胶州湾天堑阻隔实现“大青岛”发展规划．该大桥双向6车道，设计车速80km/h．

（1）作为青岛市民的小明，高兴之余突然想：如果自己骑自行车走完全程需要多长时间呢？小明测量出了自己自行车后轮的周长为180cm，在平直的公路上测出自行车后轮转50圈用时30s．请计算：小明如果骑车完成全程需要多少秒？
（2）如果某汽车以72km/h的速度通过大桥，该汽车发动机的功率为60kW．该汽车发动机的能量利用率为25%，请计算该汽车通过该大桥需要消耗汽油的质量？（汽油热值为4.5×10⁷J/kg）
（3）请用物理学的术语解释，为什么要对通过公路桥梁的机动车的载重总质量和速度进行限制（分别答出一条即可）．

Answer 1

（1）运动的路程：
s_人=50×180cm=9000cm=90m，
小明骑车的速度：
v_人=(s人)/(t)=(90m)/(30s)=3m/s；
骑车完成全程需要的时间：
t_人=(s人)/(v人)=(36000km)/(3m/s)=12000s．
（2）汽车通过大桥用的时间是：
t_车=(s车)/(v车)=(36km)/(72km/h)=0.5h；
发动机做的功为：
W_发=Pt=60000W×1800s=1.08×10⁸J；
由η=(W有)/(W总)得汽油放出的热量是：
W_放=(W有)/(η)=(1.08×108J)/(25%)=4.32×10⁸J；
汽油的质量为：
m=(W放)/(q)=(4.32×108J)/(4.5×107J)=9.6kg．
（3）①机动车的质量越大，车的惯性越大，使刹车困难，易造成交通事故的发生，加强交通事故的严重性．
②机动车的速度越大，刹车后汽车滑行的距离越远，易造成交通事故的发生．
③机动车的质量越大，对桥面的压力越大（压强越大），容易对桥面造成破坏． 
答：（1）小明如果骑车完成全程需要12000秒；
（2）汽车通过该大桥需要消耗汽油的质量是9.6kg；
（3））①机动车的质量越大，车的惯性越大，使刹车困难，易造成交通事故的发生，加强交通事故的严重性．
②机动车的速度越大，刹车后汽车滑行的距离越远，易造成交通事故的发生．