Question

一辆汽车能将汽油完全燃烧放出热的25%转化为汽车向前行驶时牵引力所做的有用功，在一次测试过程中，汽车以60km/h的速度沿平直公路匀速行驶了25min，测出汽车受到的阻力为2000N．汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，请你根据题中信息，求：
（1）汽车在这段时间内所做的有用功；
（2）在这次测试中汽车消耗的汽油质量是多少kg？

Answer 1

分析：（1）知道汽车行驶的速度和时间，根据速度公式求出汽车行驶的时间；汽车匀速行驶时处于平衡状态，受到的力为平衡力，根据二力平衡条件求出牵引力的大小，再根据W=Fs求出汽车在这段时间内所做的有用功；
（2）知道效率公式求出燃料完全燃烧释放的热量，再根据Q_放=mq求出消耗汽油的质量．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，
∴这段时间内汽车行驶的路程：
s=vt=60km/h×

25

60

h=25km=2.5×10⁴m，
∵汽车做匀速直线运动，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
∴汽车的牵引力F=f=2000N，
汽车在这段时间内所做的有用功：
W=Fs=2000N×2.5×10⁴m=5×10⁷J；
（2）∵汽车能将汽油完全燃烧放出热的25%转化为汽车向前行驶时牵引力所做的有用功，
∴消耗汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=

W

25%

=

5×107J

25%

=2×10⁸J，
∵Q_放=mq，
∴这次测试中汽车消耗的汽油质量：
m=

Q放

q

=

2×108J

4.6×107J

≈4.35kg．
答：（1）汽车在这段时间内所做的有用功为5×10⁷J；
（2）在这次测试中汽车消耗的汽油质量是4.35kg．

点评：本题考查了二力平衡条件和速度公式、做功公式、效率公式、燃料完全释放热量公式的应用，利用好题中的条件是关键．