Question

8．某汽車(chē)以72kg/h的速度勻速行駛36km，耗油4L．已知汽車(chē)的質(zhì)量2t，此時(shí)受到的阻力為車(chē)重的10%．（汽油的熱值q=4.5×10⁷J/kg，汽油密度為0.9×10³Kg/m³，g=10N/kg）
（1）汽車(chē)行駛36kg的時(shí)間是多少？
（2）消耗汽油的質(zhì)量是多少？
（3）汽車(chē)前進(jìn)的牽引力是多少？
（4）汽車(chē)前進(jìn)做的功是多少？
（5）汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率是多少KW？
（6）汽油完全燃燒放熱是多少？
（7）汽車(chē)熱機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道汽車(chē)行駛的速度和路程，根據(jù)v=$\frac{s}{t}$的變形公式可求出汽車(chē)行駛的時(shí)間；
（2）已知汽油的體積和密度，利用m=ρV可求質(zhì)量；
（3）汽車(chē)在水平路面上勻速行駛時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對(duì)平衡力，二力大小相等，F(xiàn)=f=μG；
（4）根據(jù)W=Fs求出牽引力的功大小，；
（5）已知功和時(shí)間，由P=$\frac{W}{t}$可求功率；
（6）求汽油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q_放=mq；
（7）已知牽引力做的功，根據(jù)η=$\frac{W}{Q}$×100%求出機(jī)械效率．

解答 解：（1）已知汽車(chē)行駛的路程，s=36km．速度v=72km/h，
由v=$\frac{s}{t}$得：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{36km}{72km/h}$=0.5h；
（2）已知汽油的體積，V_汽油=4L=4×10³m³，汽油密度，ρ_汽油=0.9×10³Kg/m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得：
m_汽油=ρ_汽油V_汽油=0.9×10³Kg/m³×4×10³m³=3.6kg；
（3）已知受到的阻力為車(chē)重的10%，
f=10%G=10%mg=10%×2×10³kg×10N/kg=2×10³N；
（4）已知汽車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)，牽引力等于阻力，F(xiàn)=f=2×10³N，
牽引力所做的功，W=Fs=2×10³N×36×10³m=7.2×10⁷J；
（5）汽車(chē)的機(jī)械功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=2×10³N×72×$\frac{1}{3.6}$m/s=4×10⁴w=40kw；
（6）汽油所燃燒的質(zhì)量m=3.6kg，
汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=m_汽油q_汽油=3.6kg×4.5×10⁷J/kg=1.62×10⁸J；
（7）已知牽引力所做的功和汽油燃燒所放出的熱量，
則機(jī)械效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{7.2×1{0}^{7}J}{1.62×1{0}^{8}J}$=44.4%．
答：（1）汽車(chē)行駛36kg的時(shí)間是0.5h；
（2）消耗汽油的質(zhì)量是3.6kg；
（3）汽車(chē)前進(jìn)的牽引力是2×10³N；
（4）汽車(chē)前進(jìn)做的功是7.2×10⁷J；
（5）汽車(chē)前進(jìn)的機(jī)械功率是40KW；
（6）汽油完全燃燒放熱是1.62×10⁸J；
（7）汽車(chē)熱機(jī)的效率是44.4%．．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查速度、質(zhì)量、二力平衡、功、功率、燃燒值、機(jī)械效率，是一道綜合性較強(qiáng)的試題．