Question

【题目】一辆正在匀速行驶的汽车速度是20m/s，所受阻力为1500N，从甲地到乙地150km，已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L（汽油的热值4.2×107J/kg，汽油的密度0.72g/cm3）：
（1）该车从甲地到乙地克服阻力做多少功？
（2）汽车行驶时的功率是多少？
（3）汽车的效率是多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：因为汽车匀速行驶，

所以F=f=1500N，

则该车从甲地到乙地克服阻力做功：

W=Fs=1500N×150×103m=2.25×108J；

答：该车从甲地到乙地克服阻力做功为2.25×108J；

（2）解：由v= 可得，汽车在水平路面匀速行驶的时间：

t= = =7500s，

汽车行驶时的功率：

P= = =3×104W；

答：汽车行驶时的功率是3×104W；

（3）解：已知该汽车这种情况下每百公里耗油12L，

则从甲地到乙地150km，消耗汽油的体积：V=12× L=18L=1.8×10﹣2m3，

由ρ= 可得，消耗汽油的质量：

m=ρ汽油V=0.72×103kg/m3×1.8×10﹣2m3=12.96kg，

汽油完全燃烧放出的热量：

Q放=qm=4.2×107J/kg×12.96kg=5.4432×108J．

汽车的效率：

η= ×100%= ×100%≈41.3%．

答：汽车的效率是41.3%．

【解析】（1）已知所受阻力为1500N，从甲地到乙地150km，利用W=Fs可求得该车从甲地到乙地克服阻力做多少功；（2）已知汽车行驶的路程和速度，利用速度公式变形可求得时间，再利用P=W/t求得行驶过程中汽车的功率；（3）已知消耗汽油和汽油的热值可求燃烧汽油释放的能量．还知道牵引力做的功，二者之比就是汽车发动机的效率．会运用功、功率、热量、效率公式灵活解题.
【考点精析】根据题目的已知条件，利用功的计算和功率的计算与测量的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握功的计算公式：W = F S；F 表示力，单位：牛( N ) ． S 表示距离，单位：米（m）W表示功， 功的单位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m；功率的计算： P = W/tW 表示功，单位是焦（J）. t表示时间 ，单位是秒（s） P表示功率，单位是瓦特（W）1 W= 1 J/s．