Question

一輛汽車能將汽油完全燃燒放出熱的25%轉(zhuǎn)化為汽車向前行駛時(shí)牽引力所做的有用功，在一次測(cè)試過(guò)程中，汽車以60km/h的速度沿平直公路勻速行駛了25min，測(cè)出汽車受到的阻力為2000N．汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg，請(qǐng)你根據(jù)題中信息，求：
（1）汽車在這段時(shí)間內(nèi)所做的有用功；
（2）在這次測(cè)試中汽車消耗的汽油質(zhì)量是多少kg？

Answer 1

分析：（1）知道汽車行駛的速度和時(shí)間，根據(jù)速度公式求出汽車行駛的時(shí)間；汽車勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，根據(jù)二力平衡條件求出牽引力的大小，再根據(jù)W=Fs求出汽車在這段時(shí)間內(nèi)所做的有用功；
（2）知道效率公式求出燃料完全燃燒釋放的熱量，再根據(jù)Q_放=mq求出消耗汽油的質(zhì)量．

解答：解：（1）∵v=

s

t

，
∴這段時(shí)間內(nèi)汽車行駛的路程：
s=vt=60km/h×

25

60

h=25km=2.5×10⁴m，
∵汽車做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，
∴汽車的牽引力F=f=2000N，
汽車在這段時(shí)間內(nèi)所做的有用功：
W=Fs=2000N×2.5×10⁴m=5×10⁷J；
（2）∵汽車能將汽油完全燃燒放出熱的25%轉(zhuǎn)化為汽車向前行駛時(shí)牽引力所做的有用功，
∴消耗汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=

W

25%

=

5×107J

25%

=2×10⁸J，
∵Q_放=mq，
∴這次測(cè)試中汽車消耗的汽油質(zhì)量：
m=

Q放

q

=

2×108J

4.6×107J

≈4.35kg．
答：（1）汽車在這段時(shí)間內(nèi)所做的有用功為5×10⁷J；
（2）在這次測(cè)試中汽車消耗的汽油質(zhì)量是4.35kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了二力平衡條件和速度公式、做功公式、效率公式、燃料完全釋放熱量公式的應(yīng)用，利用好題中的條件是關(guān)鍵．