Question

【題目】如圖所示的獨輪摩托車在水平路面上正常行駛時速度為36km/h，所受阻力是人和車總重的0.2倍。請計算：

（1）若人和車總重是1000N，摩托車正常行駛時輪胎與地面接觸面積為100cm2，此時其對水平路面的壓強是多少帕？

（2）摩托車在水平路面上正常勻速直線行駛時功率是多少瓦？

（3）若摩托車正常行駛0.5h所做的功由效率為25% 的汽油機來完成，則需要完全燃燒多少千克的汽油？（ 取q汽油=4.0×107J/kg）

Answer 1

【答案】（1）1×105Pa；（2）2000W；（3）0.36kg。

【解析】（1）由題知道，摩托車正常行駛時對水平路面的壓力是：F壓=G=1000N，

受力面積是：S=100cm2 =0.01m2 ，

所以，對水平路面的壓強是：p=F壓/S=1000N/0.01m2=1×105 Pa；

（2）因為摩托車在水平路面上勻速行駛，處于平衡態，所以摩托車受到的阻力和牽引力是一對平衡力，大小相等，故摩托車受到的牽引力是：F=f=0.2G=0.2×1000N=200N，又因為行駛速度是v=36km/h=10m/s，

所以，摩托車行駛時的功率是：P=W/t=Fs/t=Fv=200N×10m/s=2000W；

（3）摩托車正常行駛0.5h所做的有用功是：W有用 =Pt=2000W×0.5×3600s=3.6×106 J，

由于汽車發動機的效率是η=W有用/Q放=25%，所以汽油完全燃燒放出的熱量是：Q放=W有用/25%=3.6×106J/25%=1.44×107 J，

由Q放=mq知道，需要完全燃燒的汽油的質量是：m汽油=Q放/q=1.44×107J/4×107J/kg=0.36kg。