Question

20．一輛汽車以100km/h的速度沿水平路面勻速行駛，汽車受到1000N的阻力．汽車以這個速度行駛，每行駛10km便消耗1L汽油．
（1）計算汽車以100km/h行駛時牽引力的功率．
（2）如果消耗1L汽油釋放的能量為3.7×10⁷J，計算汽車的效率．
（3）汽車消耗的能量與它做的功相等嗎？如果不相等，“損失”的能量到哪里去了？

Answer 1

分析 （1）因為是勻速行駛，所以汽車牽引力等于其阻力，再根據(jù)P=Fv求出其功率；
（2）消耗1L汽油，行駛了10km，根據(jù)W=Fx求出牽引力做的功，根據(jù)$η=\frac{W}{Q}$求解效率；
（3）有一部分能量要損失，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散發(fā)到空氣中去．

解答 解：（1）100km/h=27.78m/s
汽車勻速運動，牽引力為：F=f=1000N
則牽引力的功率為：P=Fv=1000×27.78=27780W
（2）消耗1L汽油，行駛了10km，牽引力做的功為
W=Fx=1000×10000=1×10⁷J
則汽車的效率為：$η=\frac{W}{Q}=\frac{1×1{0}^{7}}{3.7×1{0}^{7}}×100%$=27.03%
（3）汽車消耗的能量與它做的功不相等，“損失”的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散發(fā)到空氣中去了．
答：（1）牽引力的功率為27780W．
（2）汽車的效率為27.03%．
（3）汽車消耗的能量與它做的功不相等，“損失”的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散發(fā)到空氣中去了．

點評 本題考查了功、功率、效率的計算、二力平衡條件的掌握和運用，要靈活利用汽車勻速行駛時汽車功率的推導(dǎo)公式P=Fv．