Question

李老師的家離學(xué)校大約10km，為了便于上下班，他購(gòu)買(mǎi)了一部輕便摩托車(chē)來(lái)代步，使用的燃料為93#汽油．根據(jù)表提供的數(shù)據(jù)，請(qǐng)回答：
（1）如果李老師上班時(shí)騎車(chē)的平均速度為36km/h，試根據(jù)表中所提供的有關(guān)信息，為李老師計(jì)算一下，他騎車(chē)從家到學(xué)校至少需花多少油費(fèi)？

輕便摩托車(chē)		93#汽油
燃料	汽油	密度	0.7×103kg/m3
油箱容量	7L	熱值	4.5×107J/kg
功率	6kW	價(jià)格	4.90元/L

（2）小洪同學(xué)學(xué)過(guò)物理以后，給李老師建議：在上述條件不變的情況下，采用加快車(chē)速縮短時(shí)間的辦法，就一定可以省油費(fèi)．請(qǐng)你根據(jù)自己掌握的知識(shí)，分析說(shuō)明這種方法是否可行．

Answer 1

分析：（1）由速度公式的變形公式求出李老師的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，然后由W=Pt求出摩托車(chē)做的功；由燃燒值公式的變形公式求出需要的汽油量，最后求出需要的油費(fèi)．
（2）增大車(chē)速的同時(shí)，雖然時(shí)間減小，但是同時(shí)將會(huì)增大機(jī)車(chē)的功率，而增大功率就會(huì)導(dǎo)致汽油量的增大；可通過(guò)做功公式及速度公式得出功率與速度的關(guān)系．

解答：解：（1）因?yàn)槔罾蠋煹尿T車(chē)速度為v=36km/h=10m/s
∵v=

s

t

，
∴李老師上學(xué)校所用的時(shí)間t=

s

v

=

10000m

10m/s

=1000s，
摩托車(chē)所做的功應(yīng)為W=Pt=6×10³W×1000s=6×10⁶J，
∵所用的汽油放出的熱量應(yīng)為Q=W=6×10⁶J，Q=mq，
∴所以上學(xué)校時(shí)須用的汽油的質(zhì)量為：m=

Q

q

=

6×106J

4.5×107J/kg

≈0.133kg，
∵ρ=

m

V

，
∴所用汽油的體積V=

m

ρ

=

0.133kg

0.7×103kg/m3

=0.19×10^-3m³=0.19L，
所以，李老師上學(xué)校應(yīng)花去油費(fèi)4.90元/L×0.19L=0.93元；
（2）單獨(dú)從t=

s

v

和W=pt來(lái)考慮，在功率P不變的情況下，提高車(chē)速可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)所做功，好象可以省油．但根據(jù)W=Fs和P=

W

t

可得，P=Fv，也就是說(shuō)，在行駛阻力不變的情況下，提高車(chē)速v，必然導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P增大，發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功W增大，進(jìn)而導(dǎo)致汽油量增大，所以單純靠提高車(chē)速并不一定能減小發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功、達(dá)到省油的目的．故該種方法不可行．
答：（1）他騎車(chē)從家到學(xué)校至少需花0.93元的油費(fèi)．
（2）不可行，如上所述．

點(diǎn)評(píng)：本題綜合考查了速度公式、熱值公式、功率公式及應(yīng)用，要求學(xué)生能綜合分析題意，利用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行解答．