解题思路:(1)先求出每个轮胎与地面接触的面积,进一步求出受力面积,因轿车对水平地面的压力和自身的重力相等,根据P=[F/s]求出该轿车对水平路面的压强;
(2)已知电瓶存储的最大电能和灯的功率,根据t=[W/P]求出供其正常工作的时间;
(3)轿车度匀速前进时阻力和动力是一对平衡力,根据P=Fv求出轿车受到的阻力;根据W=Ft求出有用功,根据W=qm求出燃料完全燃烧放出的热量,根据效率公式求出汽车发动机的效率;
(4)流体压强与流速的关系:流速越大,压强越小;流速越小,压强大.
(1)每个轮胎与地面接触的面积S1=0.2m×0.05m=0.01m2,
轿车对水平路面压强的受力面积为S=4S1=4×0.01m2=0.04m2,
轿车对地面的压力为F=G=mg=1600kg×10N/kg=16000N,
此时该轿车对水平路面的压强为P=[F/s]=[16000N
0.04m2=4.0×105;
(2)供氙气大灯正常工作的时间为t=
W/P]=
2.16×105J
2×30W=3.6×104s=10h;
(3)轿车受到的阻力为f=F=[P/V]=[120000W/30m/s]=4000N;
有用功W有=Ps=120000W×20×60s=1.44×108J,
燃料完全燃烧放出的热量为Q放=mq=4.0×107J/kg×6kg=2.4×108J
该汽车发动机的效率η=
W有
Q放=
1.44×108J
2.4×108J=60%;
(4)流体压强的特点是:要想增加对地面的压力,提高车轮的抓地性能.则导流板应受到一个向下的压强差,也就是必须使导流板下方的空气流速大,压强小,因此导流板的下方必须凸起且上方平直.由上述可知选项A、B、D中的导流板形状都不符合要求.故选C.
答:(1)该轿车对水平路面的压强为4.0×105Pa;
(2)最多能供氙气大灯正常工作10h;
(3)轿车受到的阻力为4000N;汽车发动机的效率60%;
(4)C.
点评:
本题考点: 压强的大小及其计算;流体压强与流速的关系;功率的计算;热机的效率.
考点点评: 本题的解题关键有以下几点:(1)知晓流体压强的特点:流速越大,压强越小;流速越小,压强大.(2)正确计算轿车对地面压力的受力面积.(3)会计算电瓶中的电能储存量.(4)会转换牵引力与功率的计算公式:P=Fv.