Question

11．随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家．一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW．若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q=4.6×10⁷J/kg，小汽车发动机的效率为25%．求小汽车在这段路程中：
（1）运动的时间；
（2）汽车的牵引力有多大？
（3）发动机所做的功；
（4）消耗汽油的质量．

Answer 1

分析 （1）已知汽车的行驶速度和行驶的距离，根据公式t=$\frac{s}{v}$可求运动时间．
（2）根据F=$\frac{P}{v}$计算出牵引力．
（3）已知发动机的实际功率和行驶的时间，根据公式W=Pt可求发动机所做的功．
（4）汽油完全燃烧释放的热量根据公式Q=qm可求，还知道小汽车发动机的效率η=$\frac{W}{Q}$×100%，二式联立可求汽油的质量．

解答 解：
（1）速度v=72km/h=20m/s
运动时间t=$\frac{s}{v}$=$\frac{100000m}{20m/s}$=5000s．
（2）汽车的牵引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{20000W}{20m/s}$=1000N．
（3）发动机所做的功W=Pt=20000W×5000s=1×10⁸J．
（4）汽油完全燃烧释放的热量Q=qm，又因为Q=$\frac{W}{η}$，
所以m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{W}{qη}$=$\frac{1×1{0}^{8}J}{0.25×4.6×1{0}^{7}J/kg}$≈8.7kg．
答：（1）运动的时间是5000s．
（2）汽车的牵引力有1000N．
（3）发动机所做的功1×10⁸J．
（4）消耗汽油的质量是8.7kg．

点评 本题考查时间、做功、质量的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意单位的换算．