Question

1．某校學(xué)生乘坐校車(chē)到距離9km處的考點(diǎn)參加考試（設(shè)道路是平直、均勻材質(zhì)的路面），請(qǐng)問(wèn)：
（1）若校車(chē)以43.2km/h的速度勻速行駛，校車(chē)與地面的摩擦阻力為4500N，則校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率是多少？
（2）若校車(chē)勻速駛完全程共消耗了4.8kg燃油（假設(shè)燃油完全燃燒），這種燃油的熱值為3.2×10⁷J/kg，請(qǐng)問(wèn)該校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)v=$\frac{s}{t}$的變形公式t=$\frac{s}{v}$求出校車(chē)行駛的時(shí)間，然后利用二力平衡條件求出校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力，
再根據(jù)W=Fs求出校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功，最后根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率；
（2）根據(jù)Q=mq求出燃油完全燃燒放出的熱量，再根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出該校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，校車(chē)行駛的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{9km}{43.2km/h}$=$\frac{5}{24}$h=750s，
因?yàn)樾＼?chē)在平直路面勻速行駛，根據(jù)二力平衡條件可知，
校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力與摩擦阻力大小相等，即：F=f=4500N，
校車(chē)行駛的路程s=9km=9000m，
則校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力做的功：
W=Fs=4500N×9000m=4.05×10⁷J，
校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.05×1{0}^{7}J}{750s}$=5.4×10⁴W．
（2）燃油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4.8kg×3.2×10⁷J/kg=1.536×10⁸J，
則該校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{4.05×1{0}^{7}J}{1.536×1{0}^{8}J}$×100%
≈26.37%．
答：（1）校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力的功率是4.05×10⁷J；
（2）該校車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是26.37%．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道力熱綜合應(yīng)用題，涉及到速度公式、功率的計(jì)算公式及效率公式等知識(shí)點(diǎn)，關(guān)鍵是公式及變形公式的靈活運(yùn)用，雖具有一定的綜合性，但難度不大．