Question

【題目】一輛氫氣動力試驗汽車所受的重力為1.5×104N，10min內汽車在平直路面上勻速行駛了1.2×104m，消耗了0.15kg的氫氣，此過翟汽車發動機產生的牽引力為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）汽車發動機的效率．

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：

p= = =1.5×105Pa

（2）

解：10min內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，

此過程汽車發動機所做的功：

W=Fs=1.0×103N×1.2×l04m=1.2×107J，

則汽車發動機的效率：

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p= 求出對水平地面的壓強；（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Q放=mq求出氫氣完全燃燒放出的熱量，根據W=Fs求出汽車發動機所做的功，利用η= 求出汽車發動機的效率．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解壓強的大小及其計算的相關知識，掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F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大約為20Pa），以及對熱機的概念和效率的理解，了解熱機：將內能轉化成機械能的機器，統稱為熱機．熱機的效率：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，叫熱機的效率．熱機的效率是熱機性能的一個重要指標．