Question

如图所示的汽车总质量为1200kg，以72km/h的速度匀速行驶10km，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮

如图所示的汽车总质量为1200kg，以72km/h的速度匀速行驶10km，若汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，每个轮胎与路面的接触面积为0.05m2．（1）汽车行驶了多少分钟？（2）汽车对路面的压强为多少？（3）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？（4）若该汽车热机的效率为25%，如果不考虑热机其他的能量损失，汽油热值为4.6×107J/kg，则该汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为多少千克？

Answer 1

（1）由v=

s

t

可知，汽车行驶的时间：t=

s

v

=

10km

72km/s

=

10000m

72 3.6 m/s

=500s=8.33min；
（2）汽车对地面的压力：F=G=1200kg×10N/kg=1.2×10⁴N，
汽车对地面的压强：p=

F

S

=

1.2×104N

4×0.05m2

=60000Pa；
（3）汽车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.2×10⁴N=1200N，
汽车行驶过程中克服阻力做的功：W=Fs=1200N×10000m=1.2×10⁷J；
（4）汽车行驶过程中克服阻力做了1.2×10⁷J的功，汽车热机的效率为25%，由η=

W

Q

可得：
需要燃烧汽油产生的热量：Q=

W

η

=

1.2×107J

25%

=4.8×10⁷J；
因此需要汽油的质量：m=

Q

q

=

4.8×107J

4.6×107J/kg

=1.04kg．
答：（1）汽车行驶了8.33分钟；
（2）汽车对路面的压强为60000Pa；
（3）汽车行驶过程中克服阻力做了1.2×10⁷J的功；
（4）汽车行驶10km过程中需要的汽油质量为1.04千克．