Question

一辆60kW的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上行驶，受到的阻力是4.5×10³ N，发动机每小时耗油20L，
求：（1）汽车的行驶速度；
（2）发动机的效率；
（3）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？（ρ_汽油=0.8×10³㎏/m³，q_汽油=4.6×10⁷J/㎏）

Answer 1

分析：（1）汽车功率不变，知道阻力大小，利用P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=fv求汽车的速度；
（2）知道汽车功率和做功时间，利用W=Pt求每小时汽车做功（有用功）；知道发动机每小时耗油体积，利用m=ρV求每小时燃烧汽油的质量，再利用Q=mq求每小时燃烧汽油产生的热量（总能量），利用效率公式求发动机的效率；
（3）利用s=vt求耗油20L汽车行驶的距离，可求耗油50L汽车行驶的距离．

解答：解：
（1）由题知，汽车功率不变，阻力f=4.5×10³N，
则牵引力F=f=4.5×10³N，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，
∴汽车的速度：
v=

P

F

=

P

f

=

60000W

4.5×103N

≈13.3m/s；
（2）每小时汽车做功：
W=Pt=60000W×3600s=2.16×10⁸J，
每小时燃烧汽油的质量：
m=ρ_汽油V=0.8×10³㎏/m³×20×10^-3m³=16kg
每小时燃烧汽油产生的热量：
Q_放=mq=16kg×4.6×10⁷J/㎏=7.36×10⁸J，
发动机的效率：
η=

W

Q放

×100%=

2.16×108J

7.36×108J

×100%≈29.3%；
（3）耗油20L汽车行驶的距离：
s=vt=13.3m/s×3600s=47880m，
耗油50L汽车行驶的距离：
s′=47880m×

5

2

=119700m=119.7km．
答：（1）汽车的行驶速度为13.3m/s；
（2）发动机的效率为29.3%；
（3）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶119.7km，

点评：本题为力学、热学综合题，考查了学生对密度公式、效率公式、燃料完全燃烧放热公式、功率公式的掌握和运用，利用好推导公式P=

W

t

=

Fs

t

=Fv=fv是关键．