Question

【題目】今年“五一”期間，爸爸開車帶著魯魯去旅游．汽車（包括車上的人和物品）質量為1.6×103kg，汽車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛230km，所受的平均阻力是汽車總重的0.05倍，汽車發動機的效率為25%，汽油的熱值是4.6×107J/kg（假設汽油完全燃燒）．
（1）汽車以90km/h的速度在平直公路上勻速行駛時，汽車發動機的牽引力是多少？
（2）汽車行駛230km牽引力做了多少功？
（3）汽車全程消耗汽油多少千克？

Answer 1

【答案】解：（1）汽車總重力：
G=mg=1.6×103kg×10N/kg=1.6×104N，
汽車行駛時受到的阻力：
f=0.05G=0.05×1.6×104N=800N，
∵汽車在平直公路上勻速行駛，
∴汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
F=f=800N；
（2）汽車勻速行駛的距離s=230km=2.3×105m，
牽引力做功：
W=Fs=800N×2.3×105m=1.84×108J；
（3）∵η= ，
∴Q放==7.36×108J，
∵Q放=mq，
∴汽車全程消耗汽油的質量：
m==16kg．
答：（1）汽車發動機的牽引力是800N；
（2）汽車行駛230km牽引力做了1.84×108J的功；
（3）汽車全程消耗汽油16kg．
【解析】（1）知道汽車總質量，利用G=mg求汽車總重力，由題知平均阻力f=0.05G，可求平均阻力，又知道汽車在平直公路上勻速行駛，此時汽車受到的牽引力和阻力是一對平衡力，二力大小相等，可求牽引力；
（2）利用W=Fs求汽車牽引力做功（有用功）；
（3）知道汽車發動機的效率，即汽車做的有用功和汽油完全燃燒放出的熱量之比，可求汽油完全燃燒放出的熱量，而Q放=mq，知道汽油的熱值，可求汽車全程消耗汽油的質量．
【考點精析】本題主要考查了功的計算的相關知識點，需要掌握功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m才能正確解答此題．