6.如圖1所示××型汽車,下表列出有關(guān)數(shù)據(jù).
汽車的質(zhì)量60kg汽車的額定功率40kW
每個(gè)輪胎與地面接觸面積500cm2100km最大耗油量10L
汽油的密度0.75×103kg/m3汽油的熱值4.6×107J/kg
求:(1)假若該汽車在水平的路面上,以額定功率做勻速直線運(yùn)動(dòng),速度表的示數(shù)如圖2所示,請(qǐng)計(jì)算該車12min內(nèi)牽引力所做的功和汽車所受的阻力.
(2)若在此過程中,轎車消耗汽油2.5kg,求發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為多大?

分析 (1)汽車以額定功率做勻速直線運(yùn)動(dòng),可利用功率公式的變形式W=Pt計(jì)算牽引力所做的功;阻力與牽引力是一對(duì)平衡力,根據(jù)P=Fv計(jì)算可得;
(1)根據(jù)Q=mq計(jì)算出汽油完全燃燒放出熱量,根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)效率.

解答 解:
(1)由表格汽車額定功率P=40kW,
由P=$\frac{W}{t}$,
W=Pt=40×103W×12×60s=2.88×107J;
由圖2汽車速度v=90km/h勻速行駛,水平方向的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力,
由P=Fv,
所以F=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40×1{0}^{3}W}{90×\frac{1}{3.6}s/m}$=1.6×103N;
(2)由Q=mq,消耗2.5kg汽油完全燃燒放出的熱量:
Q=m汽油q=2.5kg×4.6×107J/kg=1.15×108J,
汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)把燃料燃燒釋放內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能對(duì)外做功,則汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率:
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.88×1{0}^{7}J}{1.15×1{0}^{8}J}$×100%≈25%.
答:(1)該車12min內(nèi)牽引力所做的功為2.88×107J,汽車所受的阻力為1.6×103N;
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功、功率和效率的計(jì)算,關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用,考查的知識(shí)點(diǎn)比較多,主要考查對(duì)所學(xué)物理知識(shí)的靈活應(yīng)用能力.計(jì)算過程中一定要注意單位的統(tǒng)一.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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