Question

某汽车质量为1.6×10^7kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02㎡，当它以60km/h的速度在平直路面上匀速行驶时

受到的阻力为600N，每行驶100km消耗汽油量为8L，完全燃烧1L汽油释放的能量为3.2×10^7J，求： 1）汽车静止时对路面的压强；2）汽车以60km/h的速度匀速行驶时，牵引力的功率；3）汽车以60km/h的速度匀速行驶时，汽车的效率。
(g取10N/kg)

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Answer 1

汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利，促进力社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6×10的三次方kg，每个轮子与地面的接触面积为0.02平方米，当它以60km/h的速度在平直的公路上匀速行驶时，受到的阻力为600N，每行驶100km消耗汽油量为8L。
汽油的热值为3.7×10的七次方J/L，取g=10N/kg
（1）汽车静止时对路面的压强
P=F/S=mg/S=(1.6*10^3kg*10N/kg)/(4*0.02)=2*10^5Pa

（2）汽车以60km/h的速度匀速行驶时，牵引力做的功率
匀速行驶时，牵引力等于阻力F=f=600N
速度为V=60km/h=6*10^4m/(3600s)
所以，牵引力功率P=F*V=600N*6*10^4m/(3600s)=10^4w

（3）汽车以60km/h的速度匀速行驶时，汽车的热机效率
行驶100km=10^5m牵引力做功W=F*S=600N*10^5m=6*10^7J
消耗的汽油产生的能量为8L*3.7*10^7J/L=2.96*10^8J
所以，汽车的热机效率为η=(6*10^7J/2.96*10^8J)*100%≈20.3%.

Answer 2

1)p=F/S=G/S=mg/S=1.6×10^7x10/(4X0.02)=2X10^9 pa
2)F=f=600N
3)W=FS=600X100X1000=6X10^7 J
Q=8X3.2×10^7=2.56X10^8 J
η=W/Q=6X10^7/(2.56X10^8)=23.4%