Question

20．“五一”假期，小明一家驅車外出旅游．當汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40%．已知汽車整車質量為1375kg，油箱容積為50L．（汽油熱值q=3.3×10⁷J/L，g=10N/kg）
（1）這時汽車牽引力是多少？
（2）該車完全燃燒一箱汽油，用來做有用功的那部分能量Q_有用是多少？
（3）該車加一滿箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠的路程？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)重力公式G=mg計算，根據(jù)汽車受到的阻力是整車重的0.08倍算出阻力從而知道牽引力；
（2）根據(jù)效率計算出有用功；
（3）根據(jù)W_總=qV計算消耗的總能量，根據(jù)效率計算有用功，最后根據(jù)W=Fs計算行駛的路程．

解答 解：（1）當汽車勻速直線行駛時，牽引力等于阻力；
汽車牽引力是：F=f=0.08G=0.08mg=0.08×1375kg×10N/kg=1100N；
（2）燃料完全燃燒釋放的總能量為：W_總=qV=3.3×10⁷J/L×50L=1.65×10⁹J
根據(jù)η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$得：
W_有=ηW_總=40%×1.65×10⁹J=6.6×10⁸J；
（3）根據(jù)W=FS得：
汽車行駛的路程為：S=$\frac{{W}_{有}}{F}$=$\frac{6.6×1{0}^{8}J}{1100N}$=6×10⁵m=600km；
答：（1）汽車牽引力是1100N；
（2）用來做有用功的那部分能量Q_有用是6.6×10⁸J；
（3）汽車行駛的路程為600km．

點評 本題綜合考查了速度、功和功率公式的計算以及熱值和效率的有關計算，難度不大，涉及的知識點較多，細心解答避免出錯．