20.某汽車(chē)質(zhì)量為5×103kg,在一段平直公路上用0.5h勻速行駛了54km,車(chē)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍.(假設(shè)燃油完全燃燒,燃油密度ρ為0.8×103kg/m3,燃油熱值q為4.5×107J/kg,g取10N/kg)
求:(1)該汽車(chē)的行駛速度;   
(2)該汽車(chē)牽引力所做的功;
(3)已知這一過(guò)程消耗燃油3×10-2m3,求該汽車(chē)的效率.

分析 (1)已知汽車(chē)行駛的時(shí)間和路程,利用速度公式即可求解;
(2)根據(jù)車(chē)受到的阻力為車(chē)重的0.1倍求得車(chē)受到的阻力,因?yàn)閯蛩傩旭,所以牽引力等于阻力,再利用W=Fs可求得該汽車(chē)牽引力所做的功;
(3)根據(jù)燃油密度和體積求得其質(zhì)量,利用Q=mq可求得消耗的總能量,再利用η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}(cāng)}$×100%可求得該汽車(chē)的效率.

解答 解:(1)汽車(chē)的行駛速度:
v=$\frac{s}{t}$=$\frac{54km}{0.5h}$=108km/h.
(2)車(chē)受到的阻力:f=0.1G=0.1mg=0.1×5×103kg×10N/kg=5×103N,
運(yùn)動(dòng)路程s=54km=5.4×104m,
因?yàn)閯蛩傩旭,所以F=f=5×103N,
該汽車(chē)牽引力所做的功:W=Fs=5×103N×5.4×104m=2.7×108J,
(3)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,燃油的質(zhì)量m=ρV=0.8×103kg/m3×3×10-2m3=24kg,
這一過(guò)程中消耗的總能量Q=mq=24kg×4.5×107J/kg=1.08×109J,
該汽車(chē)的效率η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{2.7×1{0}^{8}J}{1.08×1{0}^{9}J}$×100%=25%.
答:(1)該汽車(chē)的行駛速度為108km/h;
(2)該汽車(chē)牽引力所做的功為2.7×108J;
(3)該汽車(chē)的效率為25%.

點(diǎn)評(píng) 此題涉及到速度公式、密度公式及其變形的應(yīng)用、功的計(jì)算、熱機(jī)的效率等多個(gè)知識(shí)點(diǎn),綜合性很強(qiáng),但難度不大.

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