Question

12．一輛汽車行駛在平直公路上，該車30min內(nèi)勻速行駛了30km，消耗汽油4kg，汽油完全燃燒放出的熱量有30%轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）求該汽車：
（1）這段時(shí)間內(nèi)獲得的機(jī)械能；
（2）汽車行駛過(guò)程中的牽引力．

Answer 1

分析 （1）利用Q_放=mq求4kg汽油完全燃燒放出的熱量，然后利用η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$求解機(jī)械能．
（2）求出了汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽油完全燃燒放出的熱量有30%用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車做有用功，據(jù)此求出用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功W；知道轎車行駛的距離，根據(jù)W=Fs求轎車牽引力；又知道轎車勻速行駛，根據(jù)F=f求勻速行駛時(shí)轎車受到的阻力．

解答 解：（1）4kg汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4kg×4.6×10⁷J/kg=1.84×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得，獲得的機(jī)械能：W=ηQ_放=30%×1.84×10⁸J=5.52×10⁷J；
（2）由題知，用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車做的有用功：
W_有=Q_放×30%=1.84×l0⁸J×30%=5.52×10⁷J
汽車行駛時(shí)間：t=30min=0.5h，行駛路程：s=30km=3.0×10⁴m，
由W_有=Fs可得，轎車牽引力：F=$\frac{{W}_{有}}{s}$=$\frac{5.52×1{0}^{7}J}{3.0×1{0}^{4}m}$=1.84×10³N．
答：（1）這段時(shí)間內(nèi)獲得的機(jī)械能是5.52×10⁷J；
（2）汽車行駛過(guò)程中的牽引力是1.84×10³N．

點(diǎn)評(píng) 本題是力學(xué)和熱學(xué)的綜合題，考查了學(xué)生對(duì)速度公式、壓強(qiáng)公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，利用所學(xué)知識(shí)，計(jì)算解決實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用！