题目内容

16．如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以20m/s的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.2kg．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（已知：汽油的热值为4.5×107J/kg）
（1）汽油完全燃烧放出的热量是多少J？
（2）该汽车发动机做的有用功是多少？
（3）该汽车的输出功率为多少？
（4）该汽车在以此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？

分析 （1）已知汽油的质量，利用Q放=mq求汽油完全燃烧放出的热量，再利用效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$的变形公式W=ηQ放可求出牵引力做的功．
（2）知道前进的距离，利用t=$\frac{s}{v}$求出汽车运动的时间，利用P=$\frac{W}{t}$即可求出功率．

解答 解：
（1）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放=mq=1.2 kg×4.5×107J/kg=5.4×107J；
（2）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，汽车发动机做的有用功：
W=ηQ放=30%×5.4×107J=1.62×107J；
（3）由v=$\frac{s}{t}$得汽车运动的时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{8000m}{20m/s}$=400s；
汽车的输出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.62×1{0}^{7}J}{400s}$=4.05×104W．
（4）根据P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv可得，牵引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4.05×1{0}^{4}W}{20m/s}$=2025N，
因为汽车匀速行驶，所以阻力f=F=2025N．
答：（1）汽油完全燃烧放出的热量5.4×107J；
（2）该汽车发动机做的有用功是1.62×107J；
（3）汽车的输出功率4.05×104W；
（4）汽车受到的阻力为2025N．

点评 本题考查了学生功、功率的公式、燃料完全燃烧放热公式的掌握和运用，明确哪些是有用能量、哪些是总能量是本题的关键，要求灵活运用所学公式．

练习册系列答案
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A．
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剪刀
C．
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