Question

9．某一型號(hào)的汽車質(zhì)量為5×10³kg，在一段平直公路上用0.5小時(shí)勻速行駛了54km，車受到的阻力為車重的0.1倍．求：
（1）該汽車牽引力所做的功；
（2）已知這一過程消耗燃油1.5×10^-2m³，求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這一過程中消耗的總能量；
（3）該汽車的效率．
（假設(shè)燃油完全燃燒，燃油密度ρ為0.8×10³kg/m³，燃油熱值q為4.5×10⁷J/kg，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)車受到的阻力為車重的0.1倍求得車受到的阻力，因?yàn)閯蛩傩旭偅�所以牽引力等于阻力，再利用W=Fs可求得該汽車牽引力所做的功；
（2）根據(jù)燃油密度和體積求得其質(zhì)量，利用Q=mq可求得消耗的總能量；
（3）利用η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可求得該汽車的效率．

解答 解：（1）汽車的重力：
G=mg=5×10³kg×10N/kg=5×10⁴N，
由題意得，阻力f=0.1G=0.1×5×10⁴N=5×10³N，s=54km=5.4×10⁴m，
因?yàn)閯蛩傩旭偅�所以F=f=5×10³N，
該汽車牽引力所做的功：
W=Fs=5×10³N×5.4×10⁴m=2.7×10⁸J，
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，燃油的質(zhì)量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-2m³=12kg，
這一過程中消耗的總能量：
Q=mq=12kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁸J，
該汽車的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.7×1{0}^{8}J}{5.4×1{0}^{8}J}$×100%=50%．
答：（1）該汽車牽引力所做的功為2.7×10⁸J；
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在這一過程中消耗的總能量為5.4×10⁸J；
（3）該汽車的效率為50%．

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到重力公式、密度公式及其變形的應(yīng)用、功的計(jì)算、熱機(jī)的效率、二力平衡條件及其應(yīng)用等多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，但總體難度不大，掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可正確解題．