Question

李老師的家離學(xué)校大約10km，為了便于上下班，他購(gòu)買一部輕便摩托車來(lái)代步，使用的燃料為93#汽油，根據(jù)表中提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)回答：

輕便摩托車		93#汽油
燃料	汽油	密度	0.7×103kg/m3
郵箱容量	7L	熱值	4.5×107J/kg
功率	6kW	價(jià)格	7.5元/L

（1）如果李老師上班時(shí)騎車的平均速度為10m/s，為李老師計(jì)算一下，他騎車從家到學(xué)校至少多長(zhǎng)時(shí)間？
（2）李老師騎車從家到學(xué)校摩托車牽引力所做的功為多少？
（3）若輕便摩托車汽油機(jī)的效率是30%，需要消耗汽油的質(zhì)量為多少？
（4）小洪同學(xué)學(xué)過(guò)物理以后，給李老師建議：在上述條件不變的情況下，采用加快車速縮短時(shí)間的辦法，就一定可以省油費(fèi)．請(qǐng)你根據(jù)自己掌握的知識(shí)，分析說(shuō)明這種方法是否可行，并說(shuō)明理由．

Answer 1

分析：（1）已知平均速度及距離，則由速度公式v=

s

t

可求得從家到學(xué)校的時(shí)間；
（2）由表格中數(shù)據(jù)可得出摩拖車的功率，則由做功公式W=Pt可求得牽引力所做的功；
（3）由表可知摩拖車所用93#汽油的熱值，則由熱值的計(jì)算可求得消耗汽油的體積；
（4）增大車速的同時(shí)，雖然時(shí)間減小，但是同時(shí)將會(huì)增大機(jī)車的功率，而增大功率就會(huì)導(dǎo)致汽油量的增大；可通過(guò)做功公式及速度公式得出功率與速度的關(guān)系；

解答：解：（1）他騎車從家到學(xué)校的時(shí)間t=

s

v

=

10000m

10m/s

=1000s；
答：他騎車從家到學(xué)校至少1000s；
（2）摩托車所做的功應(yīng)為：W=pt=6000W×1000s=6×10⁶J；
答：李老師騎車從家到學(xué)校摩托車牽引力所做的功為6×10⁶J；
（3）所用的汽油放出的熱量應(yīng)為：Q=W；
汽油的質(zhì)量為：m=

Q

qη

=

6×106J

4.5×107J/kg×0.3

≈0.44kg；
答：需要消耗汽油的質(zhì)量為0.44kg；
（4）不可行；
理由：?jiǎn)为?dú)從t=

s

v

和W=pt來(lái)考慮，在功率P不變的情況下，提高車速可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)所做功，好象可以省油．但根據(jù)W=Fs和P=

w

t

可得，P=Fv，也就是說(shuō)，在行駛阻力不變的情況下，提高車速v，必然導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P增大，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W增大，進(jìn)而導(dǎo)致汽油量增大，所以單純靠提高車速并不一定能減小發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功、達(dá)到省油的目的．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了速度公式、熱值公式、功率公式及應(yīng)用，要求學(xué)生能綜合分析題意，利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答．