2014成都“西博会展示的某型号的房车测试时.在一段平直公路上匀速行驶了36km.用时半小时.车的总质量为3×103 kg.受到的阻力为车重的0.1倍.其中g=10N/kg．求:(1)该房车的行驶速度,(2)该房车牵引力所做的功,(3)已知这一过程消耗燃油1.5×10-2m3.则热机在这一过程中消耗的总能量(假设燃油完全燃烧.燃油密度� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．2014成都“西博会”展示的某型号的房车测试时，在一段平直公路上匀速行驶了36km，用时半小时，车的总质量为3×10³ kg，受到的阻力为车重的0.1倍，其中g=10N/kg．求：
（1）该房车的行驶速度；
（2）该房车牵引力所做的功；
（3）已知这一过程消耗燃油1.5×10^-2m³，则热机在这一过程中消耗的总能量（假设燃油完全燃烧，燃油密度为0.8×10³kg/m³，燃油热值q为4.5×10⁷J/kg）；
（4）该房车发动机的热机效率．

分析（1）知道车行驶的路程和时间，利用v=$\frac{s}{t}$求车的速度；
（2）知道车的质量，利用G=mg求车重，而受到的阻力为车重的0.1倍，可求车受到的阻力；由于车匀速行驶，车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，大小相等，可求牵引力大小，又知道行驶的路程，利用W=Fs求牵引力做功；
（3）知道燃油的密度和体积，利用m=ρV求燃油的质量，再利用Q_放=mq求燃油完全燃烧放出的热量，即热机消耗的总能量；
（4）利用效率公式求该房车的效率．

解答解：
（1）v=$\frac{s}{t}$=$\frac{36km}{0.5h}$=72km/h；
（2）车重G=mg=3×10³kg×10N/kg=3×10⁴N，
车受到的阻力：
f=0.1×G=0.1×3×10⁴N=3×10³N，
因为车匀速行驶，
所以牵引力F=f=3×10³N，
牵引力做功：
W_有用=Fs=3×10³N×36000m=1.08×10⁸J，
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$得消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-2m³=12kg，
燃油完全燃烧放出的热量（消耗的总能量）：
W_总=Q_放=mq=12kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁸J，
（4）房车的牵引力所做的功就是有用功，燃油完全燃烧放出的热量就是房车所做的总功，
η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{1.08×1{0}^{8}J}{5.4{×10}^{8}J}$×100%=20%．
答：（1）该房车的行驶速度为72km/h；
（2）该房车牵引力所做的功为1.08×10⁸J；
（3）热机在这一过程中消耗的总能量为5.4×10⁸J；
（4）该房车的效率为20%．