Question

（2012?鳳陽縣一模）隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地走進了百姓人家．一輛使用天然氣為
燃料的節(jié)能環(huán)保型小汽車，以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機的實際功率為20kW．若小汽車行駛的距離為100km，天然氣的熱值q=7.5×10⁷J/m³，小汽車發(fā)動機的效率為25%．
求節(jié)能環(huán)保型小汽車在這段路程中：
（1）運動的時間；
（2）發(fā)動機所做的功；
（3）消耗天然氣的體積．

Answer 1

分析：（1）知道路程和速度，根據(jù)公式v=

s

t

求出運動時間；
（2）已知功率和運動的時間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動機所做的功；
（3）根據(jù)公式η=

W

Q放

求出燃料燃燒放出的總能量，根據(jù)公式Q=qV可求消耗天然氣的體積．

解答：已知：速度v=72km/h=20m/s，路程s=100km=100000m，發(fā)動機的實際功率為P=20kW=20000W，天然氣的熱值q=7.5×10⁷J/m³，小汽車發(fā)動機的效率為η=25%
求：（1）運動的時間t=？；（2）發(fā)動機所做的功W=？；（3）消耗天然氣的體積V=？
解：（1）∵v=

s

t

∴小汽車運動的時間t=

s

v

=

100000m

20m/s

=5×10³s；
（2）∵P=

W

t

∴發(fā)動機做的功：W=Pt=20000W×5×10³s=1×10⁸J；
（3）∵η=

W

Q放

∴天然氣完全燃燒放出的熱量Q_放=

W

η

=

1×108J

25%

=4×10⁸J，
∵Q=qV
∴消耗天然氣的體積：V=

Q放

q

=

4×108J

7.5×107J/m3

≈5.33m³．
答：（1）運動的時間為5×10³s；
（2）發(fā)動機所做的功為1×10⁸J；
（3）消耗天然氣的體積為5.33m³．

點評：本題考查時間、做功和效率的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用，考查的知識點比較多，主要考查對所學(xué)物理知識的靈活應(yīng)用能力．