Question

一辆正在匀速行驶的汽车速度是72km/h，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

分析：（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．

解答：解：（1）∵汽车匀速行驶，
∴F=f=1500N，
则该车从甲地到乙地克服阻力做功：
W=Fs=1500N×150000m=2.25×10⁸J；
（2）∵v=

s

t

，
∴汽车在水平路面匀速行驶的时间：
t=

s

v

=

150km

72km/h

=

75

36

h=7500s，
汽车行驶时的功率P=

W

t

=

2.25×108J

7500s

=3×10⁴W，
（3）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，耗油18L，即V=18L=1.8×10^-2m³，
∵ρ=

m

V

，
∴m=ρ_汽油V=0.72×10³kg/m³×1.8×10^-2m³=12.96kg
Q_放=qm=4.6×10⁷J/kg×12.96kg=5.9616×10⁸J．
效率η=

W

Q放

×100%=

2.25×108J

5.9616×108J

×100%≈38%．
答：（1）该车从甲地到乙地克服阻力做2.25×10⁸J功；
（2）汽车行驶时的功率是3×10⁴W；
（3）汽车的效率是38%．

点评：本题考查了功的计算、功率的计算、效率的计算，要求灵活选用公式，涉及到汽油机工作时的能量损耗，属于难题．