Question

一辆轿车在红河大道上做匀速直线运动，行驶了11.5km，轿车的牵引力为800N，消耗了1kg的汽油，汽油的热值是q=4.6×10⁷J/kg．
求：（1）轿车在以上匀速直线行驶过程中牵引力所做的功？
（2）若1kg汽油完全燃烧所释放出的热量全部被水吸收，可使质量为多少千克的水温度升高50℃？
（3）在以上匀速直线行驶过程中，该轿车发动机工作的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道轿车处于匀速直线运动（平衡状态），汽车受牵引力和阻力为一对平衡力，据此求牵引力；又知道行驶路程，利用W=Fs求汽车到达目的地牵引力所做的功；
（2）根据燃料完全燃烧放出热量公式Q_放=mq计算汽油完全燃烧所放出的热量；
由题知Q_吸=Q_放，求出水吸收的热量，再根据吸热公式Q_吸=cm△t求水的质量．
（3）根据η=

W

Q

求出发动机的效率；

解答：解：（1）∵轿车匀速行驶，
∴轿车的牵引力：
F=f=800N，
轿车到达目的地牵引力所做的功：
W=Fs=800N×11.5×10³m=9.2×10⁶J；
（2）汽油完全燃烧所放出的热量：
Q_放=m_汽油q=1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁷J；
（2）由题知：Q_吸=Q_放=4.6×10⁷J，
∵Q_吸=cm_水△t，
∴水的质量：
m_水=

Q吸

c△t

=

4.6×107J

4.2×103J/(kg?℃)×50℃

=219kg．
（3）该轿车发动机工作的效率η=

W

Q

×100%=

9.2×106J

4.6×107J

×100%=20%．
答：（1）轿车在以上匀速直线行驶过程中牵引力所做的功为9.2×10⁶J；
（2）可使质量为219千克的水温度升高50℃；
（3）在以上匀速直线行驶过程中，该轿车发动机工作的效率是20%．

点评：本题考查了功的计算、燃料完全燃烧放出热量的计算，利用所学知识分析计算实际问题，学以致用，有意义！