Question

20．一辆轿车在平直的高速公路上匀速行驶2.3km，轿车上的速度表如图所示．在此过程中：
（1）轿车速度为多少km/h？合多少m/s？
（2）若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力；
（3）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率（q=4.6×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）根据速度表上的刻度读出速度，1m/s=3.6km/h；
（2）轿车做匀速直线运动，牵引力等于阻力；根据功率公式求出阻力；
（3）根据前汽油的热值和质量求出汽油放出的热量；根据W=Fs求出牵引力所做的功，根据效率公式求出效率．

解答 解：（1）由图可知，速度表上的示数为v=90km/h=$\frac{90}{3.6}$m/s=25m/s；
（2）轿车做匀速直线运动，牵引力等于阻力，由P=Fv可得阻力为：
f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40000W}{25m/s}$=1600N；
（3）汽油放出的热量为：
Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J；
牵引力所做的功为：
W=Fs=1600N×2300m=3.68×10⁶J；
则效率为：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{3.68×1{0}^{6}J}{1.15×1{0}^{7}J}$=32%．
答：（1）轿车速度为90km/h；合25m/s；
（2）若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力为1600N；
（3）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为32%．

点评 轿车在水平方向受两个力：牵引力和阻力，由于作匀速直线运动，所以两个力大小相等．