Question

14．一輛汽車在平直公路上以72km/h的速度勻速行駛了30min．汽車所受阻力為1000N，問：
（1）汽車發(fā)動機(jī)所做的功為多少焦耳？
（2）汽車發(fā)動機(jī)的功率是多少瓦特？
（3）如圖所示，請你用物理知識解釋，為什么要對機(jī)動車的最高行駛速度進(jìn)行限制？為什么在同樣的道路上，對不同車型設(shè)定不一樣的最高行駛速度？

Answer 1

分析 （1）汽車在平直公路上勻速行駛，牽引力等于阻力，利用v=$\frac{s}{t}$可求得行駛路程，再利用W=Fs可求得汽車發(fā)動機(jī)所做的功；
（2）根據(jù)（1）求得的汽車發(fā)動機(jī)所做的功，利用P=$\frac{W}{t}$可求得汽車發(fā)動機(jī)的功率；
（3）對機(jī)動車的行駛速度進(jìn)行限制，可用影響動能的因素分析，由于動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，對于質(zhì)量較大的車，允許的速度就比質(zhì)量較小的車的速度低．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，s=vt=72km/h×$\frac{1}{2}$h=36km=36000m，
因?yàn)槠�車在平直公路上勻速行駛，牽引力等于阻力，即F=f=1000N，
汽車發(fā)動機(jī)所做的功W=Fs=1000N×36000m=3.6×10⁷J，
（2）汽車發(fā)動機(jī)的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{3.6×1{0}^{7}J}{30×60s}$=2×10⁴W；
（3）動能與質(zhì)量和速度有關(guān)：質(zhì)量越大，動能越大；速度越大，動能越大；
機(jī)動車質(zhì)量一定，速度越快，動能越大，剎車時(shí)制動距離越大，容易出現(xiàn)交通事故，所以要限速行駛； 
慣性與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，慣性越大，
大車質(zhì)量大，在速度相同時(shí)，其慣性大、動能也大，所以遇到緊急情況不容易剎車，且發(fā)生事故時(shí)傷害更嚴(yán)重，在同樣的道路上，對質(zhì)量較小的車，其允許的速度可大些，所以對不同車型設(shè)定不一樣的最高行駛速度．
答：（1）汽車發(fā)動機(jī)所做的功為3.6×10⁷J，
（2）汽車發(fā)動機(jī)的功率是2×10⁴W；
（3）機(jī)動車質(zhì)量一定，速度越快，動能越大，剎車時(shí)制動距離越大，容易出現(xiàn)交通事故，所以要限速行駛；
大車質(zhì)量大，在速度相同時(shí)，其慣性大、動能也大，所以遇到緊急情況不容易剎車，且發(fā)生事故時(shí)傷害更嚴(yán)重．

點(diǎn)評 本題考查了功的計(jì)算、功率的計(jì)算，影響動能的因素等，要明確質(zhì)量越大，速度越大，動能就越大．