Question

16．現(xiàn)在社會汽車大量增加，發(fā)生交通事故的一個重要原因是遇到意外情況時車不能立即停止．司機從看到情況到肌肉動作操縱制動器來剎車需要一段時間，這段時間叫反應(yīng)時間；在這段時間內(nèi)汽車要保持原速前進一段距離，這段距離叫反應(yīng)距離．從操縱制動器剎車，到車停下來，汽車又要前進一段距離，這段距離叫制動距離．
下面是一個機警的司機駕駛一輛保養(yǎng)得很好的汽車在干燥的水平公路上以不同的速度行駛時，測得的反應(yīng)距離和制動距離．請回答：

速度/km•h-1	40	50	60	80	100
反應(yīng)距離/m	7	9	11	15	19
制動距離/m	8	13	20	34	54

（1）剎車過程中輪胎會發(fā)熱，這是機械能轉(zhuǎn)化內(nèi)能的過程．
（2）利用上表數(shù)據(jù)，計算出速度為100km•h^-1時該司機的反應(yīng)時間大約是0.684秒．
（3）當(dāng)汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%．已知汽車整車質(zhì)量為1375kg，油箱容積為50L（汽油熱值q=3.3×10⁷J/L，g=10N/kg）．求該車加一滿箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠的路程？

Answer 1

分析 （1）克服摩擦做功的過程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）在反應(yīng)時間內(nèi)汽車仍以原行駛速度行駛，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$將反應(yīng)距離和原行駛速度代入即可求出駕駛員的反應(yīng)時間，但要注意行駛速度的單位用國際單位制單位．
（3）增大汽車的質(zhì)量，可利用公式G=mg計算出汽車的重力，從而可以計算出汽車受到的阻力，而汽車做勻速運動，則根據(jù)二力的平衡可求得牽引力的大小；
知道汽油的熱值和油箱容積，可利用公式Q_放=qv計算出汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽車的效率為4O%，可利用公式W_有用=ηW_總計算出牽引力做的功，最后再利用公式W=Fs的公式變形計算出汽車行駛的路程．

解答 解：（1）剎車過程中輪胎與地面克服摩擦做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，輪胎會發(fā)熱；
（2）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$可得，速度為100km•h^-1時該司機的反應(yīng)時間
t=$\frac{19m}{\frac{100}{3.6}m/s}$=0.684s；
（3）汽車的重力為：G=mg=1375kg×10N/kg=13750N，
汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，即f=0.08G=0.08×13750N=1100N，
汽車做勻速運動，則F=f=1100N，
汽車速度v=108km/h=30m/s，
汽油完全燃燒放出的熱量為：Q_放=qv=3.3×10⁷J/L×50L=1.65×10⁹J，
而汽車的效率為4O%，而W_總=Q_放=1.65×10⁹J，
牽引力做的有用功為：W_有用=ηW_總=40%×1.65×10⁹J=6.6×10⁸J，
汽車行駛的路程為：s=$\frac{{W}_{有用}}{F}$=$\frac{6.6×1{0}^{8}J}{1100N}$=6×10⁵m．
故答案為：（1）機械；內(nèi)；（2）0.684；（3）勻速直線行駛的路程為6×10⁵m．

點評 本題考查了摩擦做功的實質(zhì)、速度的計算、功的計算、燃料完全燃燒放出熱量的計算，利用所學(xué)知識分析計算實際問題，學(xué)以致用，有意義！明確汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有40%轉(zhuǎn)化為機械能（即牽引力做的功），這是解決此題的關(guān)鍵．