Question

9．一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛1.8km，轎車上的速度表如圖所示，在此過程中
（1）轎車速度為多少km/h？合多少m/s？
（2）若轎車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為40kW，則該車行駛中所受阻力多大？
（3）若這段過程中轎車消耗汽油0.25kg，其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)速度表上指針的位置讀出轎車的速度即可，然后根據(jù)1m/s=3.6km/h進(jìn)行單位換算；
（2）知道發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轎車速度，根據(jù)F=$\frac{P}{v}$求出牽引力，然后利用二力平衡條件求出該車行駛中所受阻力；
（3）知道發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力和行駛的路程，根據(jù)W=Fs求出牽引力做的功；
又知道汽油的熱值和質(zhì)量，根據(jù)Q_放=mq求出汽油完全燃燒放出的熱量，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）由圖可知，速度表的指針指在“90”的位置上，
即轎車速度v=90km/h=25m/s．
（2）發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=40kW=4×10⁴W，
由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，該車行駛中發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力：
F=$\frac{P}{v}$=$\frac{4×1{0}^{4}W}{25m/s}$=1.6×10³N，
因?yàn)檗I車在平直的高速公路上勻速行駛，根據(jù)二力平衡條件可得，
該車行駛中所受阻力f=F=1.6×10³N．
（3）轎車行駛的路程s=1.8km=1.8×10³m，
則發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功：
W=Fs
=1.6×10³N×1.8×10³m
=2.88×10⁶J，
汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq_汽油
=0.25kg×4.6×10⁷J/kg
=1.15×10⁷J，
則其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{2.88×1{0}^{6}J}{1.15×1{0}^{7}J}$×100%
≈25.04%．
答：（1）轎車速度為90km/h；合25m/s；
（2）若轎車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為40kW，則該車行駛中所受阻力為1.6×10³N；
（3）若這段過程中轎車消耗汽油0.25kg，其發(fā)動(dòng)機(jī)的效率為25.04%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)速度公式、功率公式、功的公式及效率公式的掌握和運(yùn)用，是一道力熱綜合題，涉及到的知識(shí)點(diǎn)較多，雖具有一定的綜合性，但難度不大，熟練應(yīng)用公式及變形公式即可正確解題．