Question

19．重410N 的汽車在水平路面勻速運動，所受阻力為920N，汽車牽引力功率為9.2kW，其汽油發(fā)動機效率為20%（汽油熱值是4.6×10⁷J/kg） 求汽車運動100s 內(nèi)
（1）發(fā)動機對汽車的牽引力多大？
（2）牽引力做了多少功？
（3）汽車通過的距離多長？
（4）發(fā)動機消耗汽油質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）汽車在水平路面勻速運動，根據(jù)二力平衡條件可得出發(fā)動機對汽車的牽引力；
（2）知道牽引力的功率和運動時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$的變形公式W=Pt求出牽引力做的功；
（3）知道牽引力做的功和牽引力的大小，根據(jù)W=Fs的變形公式s=$\frac{W}{F}$求出汽車通過的距離；
（4）根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$×100%的變形公式Q=$\frac{W}{η}$求出汽油完全燃燒放出的熱量，然后利用Q=mq的變形公式m=$\frac{Q}{q}$求出發(fā)動機消耗汽油質(zhì)量．

解答 解：（1）因為汽車在水平路面勻速運動，根據(jù)二力平衡條件可知，
水平方向汽車受到的牽引力與阻力是一對平衡力，大小相等，即F=f=920N．
（2）汽車牽引力功率P=9.2kW=9200W，
由P=$\frac{W}{t}$得，牽引力做的功：
W=Pt=9200W×100s=9.2×10⁵J．
（3）由W=Fs得，汽車通過的距離：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{920N}$=1000m．
（4）由η=$\frac{W}{Q}$×100%得，汽油完全燃燒放出的熱量：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{20%}$=4.6×10⁶J，
由Q=mq得，發(fā)動機消耗汽油的質(zhì)量：
m=$\frac{Q}{q}$=$\frac{4.6×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=0.1kg．
答：（1）發(fā)動機對汽車的牽引力為920N；
（2）牽引力做的功為9.2×10⁵J；
（3）汽車通過的距離為1000m；
（4）發(fā)動機消耗汽油的質(zhì)量為0.1kg．

點評 此題考查了二力平衡條件的應(yīng)用、功、功率、效率和熱量的計算等知識，是一道力熱綜合題，關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運用，雖具有一定的綜合性，但總體難度不大．