Question

斜面是一種簡單機械，盤山公路近似處理為斜面．如圖所示，一輛客車在盤山公路上勻速行駛，客車和乘客的總質(zhì)量為7000kg，向上行駛過程中牽引力保持20000N不變．耗時15min行駛5.4km的路程，到了高為0.5km的山頂，求：（g取10N/kg）
（1）汽車的行駛速度是

6

m/s．
（2）牽引力從山腳到山頂做的功為

1.08×10⁸

J．
（3）盤山公路的“機械”效率為

32.4

%．
（4）已知汽油完全燃燒釋放的熱量轉(zhuǎn)化為汽車牽引力做功的效率為30%，汽油熱值q=4.6×10⁷J/Kg，客車從山腳到山頂消耗了多少千克的汽油．（Q=3.6×10⁸J  m≈7.83Kg）   
（5）根據(jù)你平時對汽車轉(zhuǎn)向燈的觀察（其轉(zhuǎn)向燈原理與電動自行車相同），在下面畫出汽車轉(zhuǎn)向燈的電路圖
（6）乘車時小明發(fā)現(xiàn)：在爬山過程中司機往往速度很慢，試用物理知識解釋原因．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)題目信息已知路程和時間，由速度公式v=

s

t

可求速度；
（2）知道牽引力和對應(yīng)的移動距離可求牽引力做的功；
（3）求出有用功和總功，由η=

W有

W總

，即可得機械效率；
（4）根據(jù)燃料燃燒放熱公式Q=mq，可以求出質(zhì)量m；
（5）根據(jù)對平時對汽車轉(zhuǎn)向燈的觀察可以畫出電路圖；
（6）由功率公式P=

W

t

可以推出P=Fv，由此可以分析上坡慢速的原因．

解答：解：解：（1）汽車的行駛速度：v=

s

t

=

5400m

15×60s

=6m/s；
（2）牽引力從山腳到山頂做的總功；W_總=Fs=20000N×5400m=1.08×10⁸J；
（3）有用功：W_有=Gh=mgh=7000kg×10N/kg×500m=3.5×10⁷J，盤山公路的“機械”效率：η=

W有

W總

=

3.5×107J

1.08×108J

≈32.4%；
（4）汽油完全燃燒放出的熱量：Q_放=

W總

η

=

1.08×108J

30%

=3.6×10⁸J，
消耗汽油的質(zhì)量：m=

Q放

q

=

3.6×108J

4.6×107J/kg

≈7.83kg；
（5）汽車轉(zhuǎn)向燈的電路圖：

（6）由P=Fv可知，在汽車功率一定時，要提高牽引力，必須減小速度．
答：（1）汽車的行駛速度為6m/s；
（2）牽引力從山腳到山頂做的功為1.08×10⁸J；
（3）盤山公路的“機械”效率約為32.4%；
（4）客車從山腳到山頂約消耗了7.83千克的汽油．
（5）電路圖如上圖；
（6）由P=Fv可知，在汽車功率一定時，要提高牽引力，必須減小速度．

點評：這是一道綜合性很強的題目，應(yīng)注意多個知識的聯(lián)系．