Question

5．一輛小汽車在平直的公路上勻速行駛，其速度表盤如圖所示．已知小汽車發(fā)動機(jī)的功率為40kW，汽油的熱值q_汽油=4.6×10⁷J/kg，則：
（1）小汽車的行駛速度是多少m/s？
（2）小汽車行駛過程中受到的阻力是多大？
（3）若該車每行駛1.8km消耗汽油0.25kg，則發(fā)動機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）由速度表盤讀出行駛速度；
（2）根據(jù)P=Fv變形可求出汽車牽引力，因勻速行駛，阻力和牽引力是一對平衡力，可求出阻力大��；（3）根據(jù)W=FS可求出牽引力做的功，再根據(jù)Q=mq求出汽油燃燒放出的熱量，最后根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$求出發(fā)動機(jī)的效率．

解答 解：（1）由速度表盤讀出行駛速度為v=86km/h=24m/s；
（2）由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv變形得：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40×1{0}^{3}W}{24m/s}$=1667N，
因勻速行駛，阻力和牽引力是一對平衡力，
所以阻力：f=F=1667N；
（3）牽引力做的功：
W=Fs=1667N×1.8×1000m≈3×10⁶J，
汽油燃燒放出的熱量：
Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J，
發(fā)動機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{3×1{0}^{6}J}{1.15×1{0}^{7}J}$×100%≈26%．
答：（1）小汽車的行駛速度是24m/s；
（2）小汽車行駛過程中受到的阻力是1667N；
（3）發(fā)動機(jī)的效率是26%．

點(diǎn)評 本題考查功率、熱值、熱機(jī)效率公式的應(yīng)用，在第一問中，要注意運(yùn)用公式P=Fv，注意單位統(tǒng)一；第二問中，要分清有用功和總能量．