Question

10．如圖所示重4100N的汽車在水平路面勻速運(yùn)動(dòng)，所受阻力為920N，汽車牽引力功率為9.2kW，其汽油發(fā)動(dòng)機(jī)效率為20%（汽油熱值是4.6×10⁷J/kg）．
（1）求汽車發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車的牽引力多大？
（2）求汽車運(yùn)動(dòng)100s內(nèi)牽引力做了多少功？汽車通過(guò)的距離多長(zhǎng)？
（3）求汽車運(yùn)動(dòng)100s發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析 （1）水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到的牽引力與阻力是一對(duì)平衡力；
（2）已知牽引力的功率和運(yùn)動(dòng)時(shí)間，利用公式W=Pt得到牽引力做的功；
已知牽引力做的功和牽引力的大小，利用功變形公式得到汽車通過(guò)的距離；
（3）已知牽引力做的功和發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，可以得到汽油放出的熱量；已知汽油放出的熱量和汽油的熱值，利用公式m=$\frac{Q}{q}$得到汽油的質(zhì)量．

解答 解：
（1）汽車在水平路面勻速運(yùn)動(dòng)，求出受到平衡力作用，根據(jù)二力平衡的條件可知，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車的牽引力為F=f=920N；
（2）根據(jù)P=$\frac{W}{t}$可知汽車牽引力做的功為：
W=Pt=9200W×100s=9.2×10⁵J；
根據(jù)W=Fs可知汽車通過(guò)的距離為：
s=$\frac{W}{F}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{920N}$=1000m；
（3）汽油機(jī)需要的熱量為：
Q=$\frac{W}{η}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{20%}$=4.6×10⁶J，
根據(jù)Q=mq可知消耗汽油的質(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(dòng)機(jī)對(duì)汽車的牽引力為920N；
（2）牽引力做的功為9.2×10⁵J；汽車通過(guò)的距離為1000m；
（3）消耗汽油的質(zhì)量為0.1kg．

點(diǎn)評(píng) 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(jì)算，是一道力熱綜合題，考查的規(guī)律較大且非常重要，需要熟練掌握基本規(guī)律或公式，并能選擇應(yīng)用．