Question

一輛轎車以90km/h的速度在平直的公路上勻速行駛1.8km，在此過程中：
（1）若轎車發(fā)動機的功率為40kW，則該車行駛中所受阻力是多少？
（2）若轎車消耗汽油0.25kg，其發(fā)動機的效率為多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）．
（3）若汽車停止行駛一段時間后，發(fā)動機水箱內(nèi)的6kg水溫度從90℃降低了50℃，則水箱里的水放出多少熱量？【c_水=4.2×10³J/（kg?℃）】．

Answer 1

分析：（1）由速度公式v=

s

t

與功率公式P=

W

t

得出功率與速度的關(guān)系式P=Fv，由于轎車勻速前進根據(jù)二力平衡的條件，就可求出轎車的牽引力也就是車所受的阻力；
（2）由熱值公式就可計算出轎車消耗汽油0.25kg放出的熱量，再根據(jù)做功公式就可計算出牽引力所做的功，由效率公式計算出發(fā)動機的效率；
（3）根據(jù)Q=cm△t求出水箱里的水放出的熱量．

解答：解：（1）該車行駛的速度：
v=90km/h=25m/s，
該車行駛中的牽引力：
F=

P

v

=

40000W

25m/s

=1600N，
因轎車勻速運動，牽引力和受到的阻力是一對平衡力，
所以阻力f=F=1600N；
（2）汽油燃燒釋放的熱量為：
W_總=Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J，
牽引力做的有用功為：
W_有用=Fs=1600N×1800m=2.88×10⁶J，
所以發(fā)動機效率為：
η=

W有

W總

×100%=

2.88×106J

1.15×107J

×100%≈25%；
（3）水箱里的水放出的熱量：
Q_放=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×50℃=1.26×10⁶J．
答：（1）該車行駛中所受阻力是1600N；
（2）發(fā)動機的效率約為25%；
（3）水箱里的水放出的熱量為1.26×10⁶J．

點評：本題考查了速度公式、功率公式及做功公式、效率公式和熱量的計算以及二力平衡條件的應(yīng)用，公式及其變形式的靈活運用是關(guān)鍵．