Question

2012年5月1日起國家對校車正式實施了“校車安全強制性標準”．某品牌專用校車的部分技術參數(shù)如下表．已知每個輪胎與地面的接觸面積為0.05m²，汽油完全燃燒釋放的能量轉化為校車做功的效率是30%（汽油熱值q=4.6×10⁷J/kg）．請仔細閱讀參數(shù)表并完成下列問題：
（1）該校車的每個座位上均配有安全帶，這是為了防止汽車

 

（選填“啟動”或“剎車”）時，由于

 

可能對孩子造成的傷害．
（2）該校車（空車）靜止在水平地面上勻速行駛時，所受阻力為3000N，則連續(xù)行駛5min，汽車所做的有用功是多大？這個過程消耗的汽油是多少千克？（保留一位小數(shù)）

外形（mm）	9980×2430×31050
整備質量（kg）	4500（空車）
座位數(shù)	48-51
行李艙（m3）	0.4
輪胎數(shù)（條）	6
最高時速（km/h）	108

Answer 1

分析：（1）汽車在緊急剎車時，乘客由于慣性要保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動，乘客可能沖出座位碰到前面的物體（座椅背）上而受到傷害，系上安全帶，可以防止剎車時乘客受到傷害．
（2）由平衡條件求出汽車牽引力，由W=Fs求出汽車做的有用功．
（3）已知校車做功的效率和汽油熱值，還知道汽車的有用功，可求消耗汽油的質量．

解答：解：（1）該校車的每個座位上均配有安全帶，這是為了防止汽車剎車時，由于慣性可能對孩子造成的傷害．
（2）校車做勻速直線運動，處于平衡狀態(tài)，
由平衡條件得：校車的牽引力F=f=3000N，
校車速度v=108km/h=30m/s，
∴校車在t=5min=300s內的路程s=vt=30m/s×300s=9000m，
校車做的有用功W_有用=Fs=3000N×9000m=2.7×10⁷J；
（3）汽油完全燃燒釋放的能量Q=W_總=

W有用

η

=

2.7×107J

30%

=9×10⁷J；
所以消耗汽油的質量為m=

Q

q

=

9×107J

4.6×107J/kg

≈2.0kg．
答：（1）剎車；慣性；
（2）汽車所做的有用功是2.7×10⁷J；這個過程消耗的汽油是2.0kg．

點評：本題涉及的知識點較多，是一道綜合題，但難度不大，熟練應用慣性知識、功的計算公式即可正確解題．