Question

19．一輛氫氣動力試驗汽車所受的重力為1.5×l0⁴N，10min內(nèi)汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×l0⁴m，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；
（2）汽車在此過程中的速度；
（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率．

Answer 1

分析 （1）汽車對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對水平地面的壓強；
（2）已知時間和路程，利用v=$\frac{s}{t}$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=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求出汽車發(fā)動機(jī)的效率．

解答 解：（1）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：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}N}{0.1{m}^{2}}$=1.5×10⁵Pa；
（2）10min內(nèi)汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×l0⁴m，則汽車在此過程中的速度：
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{1.2×1{0}^{4}m}{10×60s}$=20m/s；
（3）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×l0⁷J，
此過程汽車發(fā)動機(jī)所做的功：
W=Fs=1.0×l0³N×l.2×l0⁴m=1.2×l0⁷J，
則汽車發(fā)動機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1.2×1{0}^{7}J}{2.1×1{0}^{7}J}$×100%=57.1%．
答：（1）汽車對地面的壓強為1.5×10⁵Pa；
（2）汽車在此過程中的速度為20m/s；
（3）汽車發(fā)動機(jī)的效率為57.1%．

點評 此題主要考查了壓強、速度、熱量、功和效率計算公式的計算，知識點較多，綜合性較強，關(guān)鍵是知道汽車對水平地面的壓力和自身的重力相等．