Question

20．氫能被視為未來的理想清潔能源，如果汽車發(fā)動(dòng)機(jī)使用氫能源來工作，效率可以達(dá)到60%．若一輛小汽車在平直公路上以30m/s的速度勻速行駛720km，行駛時(shí)受到的阻力為8.4×10²N．（q_氫=1.4×10⁸J/kg）求：
（1）行駛所用時(shí)間；
（2）牽引力做功；
（3）消耗氫的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）已知速度和路程，利用速度公式v=$\frac{s}{t}$的變形，可求時(shí)間；
（2）從題中獲取牽引力F的大小與力F方向上的距離s，根據(jù)功的定義式W=Fs計(jì)算牽引力做的功；
（3）根據(jù)效率η=$\frac{W}{Q}$求出汽車需要的總能量Q；根據(jù)熱量Q與熱值q的關(guān)系：Q=mq求出燃料的質(zhì)量m．

解答 解：（1）已知，s=720km=7.2×10⁵m，v=30m/s，
由v=$\frac{s}{t}$，
得t=$\frac{s}{v}$=$\frac{720000m}{30m/s}$=2.4×10⁴s；
（2）因?yàn)樾∑�車在平直公路上勻速行�?br />所以有，F(xiàn)=f=8.4×10²N，
牽引力做的功，W=Fs=8.4×10²N×7.2×10⁵m=6.048×10⁸J；
（3）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$，
得，Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{6.048×1{0}^{8}J}{60%}$=1.008×10⁹J
因?yàn)镼_放=mq  
所以有，m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.008×1{0}^{9}J}{1.4×1{0}^{8}J/kg}$=7.2kg．
答：（1）行駛所用時(shí)間為2.4×10⁴s；
（2）牽引力做功為6.048×10⁸J；
（3）消耗氫的質(zhì)量7.2kg．

點(diǎn)評(píng) 考查的知識(shí)點(diǎn)多，需要熟記各公式及其意義，本題運(yùn)算量大，計(jì)算時(shí)要準(zhǔn)確．