题目内容

20.“五一”假期,小明一家驱车外出旅游.当汽车以108km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%.已知汽车整车质量为1375kg,油箱容积为50L.(汽油热值q=3.3×107J/L,g=10N/kg)
(1)这时汽车牵引力是多少?
(2)该车完全燃烧一箱汽油,用来做有用功的那部分能量Q有用是多少?
(3)该车加一满箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程?

分析 (1)根据重力公式G=mg计算,根据汽车受到的阻力是整车重的0.08倍算出阻力从而知道牵引力;
(2)根据效率计算出有用功;
(3)根据W总=qV计算消耗的总能量,根据效率计算有用功,最后根据W=Fs计算行驶的路程.

解答 解:(1)当汽车匀速直线行驶时,牵引力等于阻力;
汽车牵引力是:F=f=0.08G=0.08mg=0.08×1375kg×10N/kg=1100N;
(2)燃料完全燃烧释放的总能量为:W总=qV=3.3×107J/L×50L=1.65×109J
根据η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{总}}$得:
W有=ηW总=40%×1.65×109J=6.6×108J;
(3)根据W=FS得:
汽车行驶的路程为:S=$\frac{{W}_{有}}{F}$=$\frac{6.6×1{0}^{8}J}{1100N}$=6×105m=600km;
答:(1)汽车牵引力是1100N;
(2)用来做有用功的那部分能量Q有用是6.6×108J;
(3)汽车行驶的路程为600km.

点评 本题综合考查了速度、功和功率公式的计算以及热值和效率的有关计算,难度不大,涉及的知识点较多,细心解答避免出错.

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