Question

19．小明的爸爸新買了一輛小汽車，如圖所示，小明坐著這輛汽車勻速行駛144km，用時2h，消耗汽油9kg，其發(fā)動機的功率為23kW．求：（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）
（1）汽車勻速行駛時的速度；
（2）汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（3）汽車發(fā)動機的效率．

Answer 1

分析 （1）已知行駛的路程和時間，根據(jù)公式v=$\frac{s}{t}$可求汽車勻速行駛時速度；
（2）已知汽車的功率和行駛的時間，根據(jù)公式W=Pt可求發(fā)動機做的功；再利用公式F=$\frac{W}{s}$可求汽車勻速行駛時所受的牽引力；
（3）已知消耗的汽油的質量，根據(jù)公式Q=qm可求釋放的能量，發(fā)動機做的功與汽油釋放能量的比值就是發(fā)動機的效率．

解答 解：（1）汽車勻速行駛時速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{144km}{2h}$=72km/h；
（2）由P=$\frac{W}{t}$可得，發(fā)動機做的功：W=Pt=23000W×7200s=1.656×10⁸J
由W=Fs可得，汽車受的牽引力：F=$\frac{W}{s}$=$\frac{1.656×1{0}^{8}J}{144000m}$=1150N；
（3）汽油完全燃燒釋放能量Q=qm=4.6×10⁷J/kg×9kg=4.14×10⁸J；
發(fā)動機的效率：η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.656×1{0}^{8}J}{4.14×1{0}^{8}J}$×100%=40%；
答：（1）汽車勻速行駛時速度是72km/h；
（2）汽車勻速行駛時所受的牽引力為1150N；
（3）汽車發(fā)動機的效率為40%．

點評 本題考查速度、做功、牽引力、能量、效率等的計算，主要是公式及其變形的靈活運用，難度不大，綜合性較強．