Question

12．“十一”假期，小江一家驅(qū)車外出旅游．當(dāng)汽車以30m/s的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.05倍，效率為40%．（已知汽車整車重為2.2×10⁴N，汽油熱值q=3.3×10⁷J/L，g取10N/kg）求：
（1）這輛汽車勻速行駛時所受阻力是多少？
（2）汽車牽引力做功的功率是多少？
（3）若汽車按照以上速度勻速直線行駛了600km的路程，需消耗汽油多少L（升）？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)f=0.05G求出汽車勻速行駛時所受的阻力；
（2）汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出汽車牽引力做功的功率；
（3）根據(jù)W=Fs求出汽車勻速直線行駛600km牽引力做的功，根據(jù)η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出消耗汽油完全燃燒釋放的熱量，根據(jù)Q_放=mq求出消耗汽油的體積．

解答 解：（1）汽車勻速行駛時所受阻力：
f=0.05G=0.05×2.2×10⁴N=1100N；
（2）因汽車勻速行駛時處于平衡狀態(tài)，受到的牽引力和阻力是一對平衡力，
所以，汽車牽引力的大�。�
F=f=1100N，
汽車牽引力做功的功率：
P=Fv=1100N×30m/s=3.3×10⁴W；
（3）汽車勻速直線行駛600km牽引力做的功：
W=Fs=1100N×600×10³m=6.6×10⁸J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%可得，消耗汽油完全燃燒釋放的熱量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{6.6×1{0}^{8}J}{40%}$=1.65×10⁹J，
由Q_放=mq可得，消耗汽油的體積：
V=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.65×1{0}^{9}J}{3.3×1{0}^{7}J/kg}$=50L．
答：（1）這輛汽車勻速行駛時所受阻力是1100N；
（2）汽車牽引力做功的功率是3.3×10⁴W；
（3）若汽車按照以上速度勻速直線行駛了600km的路程，需消耗汽油50L．

點評 本題考查了二力平衡條件和功率公式、做功公式、效率公式、燃料完全燃燒釋放熱量公式的應(yīng)用，涉及的內(nèi)容較多，要求靈活選用所學(xué)公式．