Question

18．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地进入了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以20m/s的速度在水平公路上匀速行驶时，若发动机的功率为20kW．若小汽车行驶23km，消耗汽油2kg．汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，求这小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）发动机所做的功；
（3）发动机的效率．

Answer 1

分析 （1）已知汽车的速度和通过的路程，根据公式v=$\frac{s}{t}$可求运动的时间；
（2）已知功率和运动的时间，根据公式W=Pt可求发动机所做的功；
（3）根据公式Q=qm可求汽油释放的能量，做的功与释放能量的比值就是发动机的效率．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，运动时间：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{23×1{0}^{3}m}{20m/s}$=1.15×10³s；
（2）发动机所做的功：
W=Pt=20×10³W×1.15×10³s=2.3×10⁷J；
（3）汽油燃烧放出热量：Q=mq，
发动机的效率：
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{W}{mq}$=$\frac{2.3×1{0}^{7}J}{2kg×4.6×1{0}^{7}J/kg}$=25%．
答：（1）运动的时间为1.15×10³s；
（2）发动机所做的功为2.3×10⁷J；
（3）发动机的效率为25%．

点评 本题考查时间、做功和效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，考查的知识点比较多，主要考查对所学物理知识的灵活应用能力．