Question

8．今年“五一”期間，爸爸開車帶著魯魯去旅游，汽車（包括車上的人和物品）質(zhì)量為1.6×10³kg，汽車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛230km，所受的平均阻力是汽車總重的0.05倍，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%，汽油的熱值是4.6×10⁷J/kg（假設(shè)汽油完全燃燒）．
（1）汽車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛時(shí)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是多少？
（2）汽車行駛230km牽引力做了多少功？
（3）汽車全程消耗汽油多少千克？

Answer 1

分析 （1）知道汽車總質(zhì)量，利用G=mg求汽車總重力，由題知平均阻力f=0.05G，可求平均阻力，又知道汽車在平直公路上勻速行駛，此時(shí)汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，可求牽引力；
（2）利用W=Fs求汽車牽引力做功（有用功）；
（3）知道汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，即汽車做的有用功和汽油完全燃燒放出的熱量之比，可求汽油完全燃燒放出的熱量，而Q_放=mq，知道汽油的熱值，可求汽車全程消耗汽油的質(zhì)量．

解答 解：
（1）汽車總重力：
G=mg=1.6×10³kg×10N/kg=1.6×10⁴N，
汽車行駛時(shí)受到的阻力：
f=0.05G=0.05×1.6×10⁴N=800N，
因?yàn)槠�車在平直公路上勻速行駛�?br />所以汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
F=f=800N；
（2）汽車勻速行駛的距離s=230km=2.3×10⁵m，
牽引力做功：
W=Fs=800N×2.3×10⁵m=1.84×10⁸J；
（3）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{1.84×1{0}^{8}J}{25%}$=7.36×10⁸J，
因?yàn)镼_放=mq，
所以汽車全程消耗汽油的質(zhì)量：
m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{7.36×1{0}^{8}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=16kg．
答：（1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力是800N；
（2）汽車行駛230km牽引力做了1.84×10⁸J的功；
（3）汽車全程消耗汽油16kg．

點(diǎn)評 本題考查了重力公式、效率公式、做功公式、燃料熱值和二力平衡條件的應(yīng)用，難點(diǎn)在第三問，明白發(fā)動(dòng)機(jī)的效率含義是得到正確答案的關(guān)鍵．