Question

11．桑塔纳轿车的质量是1.5吨，它以108千米每小时的速度在水平路面匀速行驶20分钟，轿车受阻力是车重0.1倍
（1）求发动机的牵引力F；  
（2）求发动机所做的功W；   
（3）求发动机的功率P．

Answer 1

分析 （1）因为轿车匀速行驶，所以汽车所受的阻力与牵引力是一对平衡力，由二力平衡条件可得出牵引力大小；
（2）知道轿车的速度和行驶时间，利用s=vt求行驶的路程；根据功的计算公式W=Fs求发动机做的功．
（3）利用P=$\frac{W}{t}$求发动机的功率．

解答 解：（1）轿车受到的重力：G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N；
轿车受到的阻力：f=0.1G=0.1×1.5×10⁴N=1.5×10³N；
因为轿车在水平面匀速行驶，
所以牵引力：F=f=1.5×10³N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得轿车行驶的路程：
s=vt=108km/h×$\frac{20}{60}$h=36km=36000m；
发动机做功：
W=Fs=1.5×10³N×$36000\$m=5.4×10⁷J．
（3）发动机所做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5.4×1{0}^{7}J}{20×60s}$=45000W．
答：（1）求发动机的牵引力F为1.5×10³N；  
（2）求发动机所做的功W为5.4×10⁷J；   
（3）求发动机的功率P为45000W．

点评 本题综合考查了二力平衡条件的应用、功和功率的计算．要求灵活运用以下公式：P=$\frac{W}{t}$、P=Fv、W=Pt、W=Fs．