Question

3．重4100N的汽车在水平路面匀速直线运动，所受阻力为920N，汽车通过1000m的距离用时100s，且发动机消耗汽油质量0.1kg，已知汽油热值是4.6×10⁷J/kg，则：
（1）发动机对汽车的牵引力多大？
（2）牵引力做了多少功？
（3）汽车牵引力功率为多少？
（4）汽车发动机效率多少？

Answer 1

分析 （1）水平方向匀速直线运动的物体受到的牵引力与阻力是一对平衡力；
（2）利用W=Fs计算做功多少；
（3）已知牵引力的做功和运动时间，利用公式P=$\frac{W}{t}$得到牵引力功率；
（4）已知汽油的热值和消耗汽油的质量，根据公式Q=qm可求燃料完全燃烧释放的热量；
汽车做功与燃料完全燃烧释放热量的比值就是发动机的效率．

解答 解：
（1）发动机对汽车的牵引力为F=f=920N；
（2）牵引力做功：W=Fs=920N×1000m=9.2×10⁵J；
（3）牵引力功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{100s}$=9.2×10³W；
（4）0.1kg汽油完全燃烧释放的热量Q=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
发动机的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=20%．
答：
（1）发动机对汽车的牵引力为920N；
（2）牵引力做功9.2×10⁵J；
（3）汽车牵引力功率是9.2×10³W；
（4）发动机的效率是20%．

点评 此题考查了二力平衡条件的应用、功、功率、效率和热量的计算，是一道力热综合题，考查的规律较大且非常重要，需要熟练掌握基本规律或公式，并能选择应用．