Question

5．隨著人民生活水平不斷提高和“汽車下鄉(xiāng)”政策的實施，汽車已走進了很多普通農(nóng)村家庭一直某轎車100千米消耗汽油10L，汽油的密度值為0.72×10⁷kg/m³，熱值為4.6×10⁷J/kg．
（1）該汽車行駛100km消耗多少千克汽油？
（2）當(dāng)該汽車以20kW的功率在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛時，它所受到的阻力是多大？
（3）該汽車發(fā)動機的效率是多大？

Answer 1

分析 （1）知道汽油的體積．利用m=ρV求行駛100km消耗的汽油；
（2）知道汽車勻速行駛的速度和功率，利用P=Fv求牽引力，由于汽車勻速直線行駛，汽車受到的阻力等于牽引力；
（3）知道行駛的距離，利用W=Fs求牽引力做的功；利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量，再利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求汽車發(fā)動機的效率．

解答 解：
（1）汽油的體積V=10L=10dm³=10×10^-3m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得行駛100km消耗的汽油：
m=ρV=0.72×10⁷kg/m³×10×10^-3m³=7.2kg；
（2）汽車的速度v=72km/h=20m/s，功率P=20kW=20000W，
由P=Fv得牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{20000W}{20m/s}$=1000N，
因為汽車勻速直線行駛，
所以受到的阻力f=F=1000N；
（3）牽引力做的功：
W=Fs=1000N×10⁵m=1×10⁸J，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=7.2kg×4.6×10⁷J/kg=3.312×10⁸J，
汽車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%=$\frac{1×1{0}^{8}J}{3.312×1{0}^{8}J}$≈30.2%．
答：（1）改汽車行駛100km消耗7.2千克汽油；
（2）當(dāng)該汽車以20kW的功率在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛時，它所受到的阻力是1000N；
（3）該汽車發(fā)動機的效率是30.2%．

點評 本題通過生活中一個具體實例，考查了多方面的物理知識，要求學(xué)生對所學(xué)的知識熟練掌握并能學(xué)以致用．注意在進行計算時，看清題目中所給的條件，單位要統(tǒng)一．