Question

一輛轎車(chē)在紅河大道上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，行駛了11.5km，轎車(chē)的牽引力為800N，消耗了1kg的汽油，汽油的熱值是q=4.6×10⁷J/kg．
求：（1）轎車(chē)在以上勻速直線(xiàn)行駛過(guò)程中牽引力所做的功？
（2）若1kg汽油完全燃燒所釋放出的熱量全部被水吸收，可使質(zhì)量為多少千克的水溫度升高50℃？
（3）在以上勻速直線(xiàn)行駛過(guò)程中，該轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道轎車(chē)處于勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)（平衡狀態(tài)），汽車(chē)受牽引力和阻力為一對(duì)平衡力，據(jù)此求牽引力；又知道行駛路程，利用W=Fs求汽車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功；
（2）根據(jù)燃料完全燃燒放出熱量公式Q_放=mq計(jì)算汽油完全燃燒所放出的熱量；
由題知Q_吸=Q_放，求出水吸收的熱量，再根據(jù)吸熱公式Q_吸=cm△t求水的質(zhì)量．
（3）根據(jù)η=

W

Q

求出發(fā)動(dòng)機(jī)的效率；

解答：解：（1）∵轎車(chē)勻速行駛，
∴轎車(chē)的牽引力：
F=f=800N，
轎車(chē)到達(dá)目的地牽引力所做的功：
W=Fs=800N×11.5×10³m=9.2×10⁶J；
（2）汽油完全燃燒所放出的熱量：
Q_放=m_汽油q=1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁷J；
（2）由題知：Q_吸=Q_放=4.6×10⁷J，
∵Q_吸=cm_水△t，
∴水的質(zhì)量：
m_水=

Q吸

c△t

=

4.6×107J

4.2×103J/(kg?℃)×50℃

=219kg．
（3）該轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的效率η=

W

Q

×100%=

9.2×106J

4.6×107J

×100%=20%．
答：（1）轎車(chē)在以上勻速直線(xiàn)行駛過(guò)程中牽引力所做的功為9.2×10⁶J；
（2）可使質(zhì)量為219千克的水溫度升高50℃；
（3）在以上勻速直線(xiàn)行駛過(guò)程中，該轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)工作的效率是20%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了功的計(jì)算、燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算，利用所學(xué)知識(shí)分析計(jì)算實(shí)際問(wèn)題，學(xué)以致用，有意義！