Question

15．某汽車在水平公路上勻速行駛時，受到地面的摩擦阻力為1000N，經(jīng)查該汽車說明書知道，該車以80km/h的速度行駛時，通過100km的路程，消耗汽油10L．求：
（1）10L汽油的質(zhì)量．（1L=10^-3m³，汽油密度ρ=0.7×10³kg/m³）
（2）汽車通過100km做的有用功．
（3）該汽車發(fā)動機的效率．

Answer 1

分析 （1）由m=ρV計算汽車行駛100km消耗的汽油的質(zhì)量；
（2）已知F，利用W=Fs可求汽車通過100km做的有用功；
（3）勻速行駛時汽車牽引力等于阻力，根據(jù)W=Fs求出牽引力做的有用功，再根據(jù)Q=mq求出燃料完全燃燒放出的能量，根據(jù)η=$\frac{{W}_{有用}}{Q}$求出發(fā)動機效率．

解答 解：（1）已知，汽油體積V=10L=10×10^-3m³，汽油的密度為ρ=0.71×10³kg/m³
因為ρ=$\frac{m}{V}$，
所以汽車行駛100km消耗的汽油的質(zhì)量
m=ρV=0.7×10³kg/m³×10×10^-3m³=7kg；
（2）已知，路程s=100km=10⁵m，f=1000N，
因為汽車做勻速直線運動，牽引力等于阻力，
故發(fā)動機牽引力F=f=1000N，
牽引力做的有用功W_有用=Fs=1000N×10⁵m=1×10⁸J，
（3）已知，熱值q=4.6×l0⁷J/kg，
汽油完全燃燒放出的能量Q=mq=7kg×4.6×l0⁷J/kg=3.22×l0⁸J，
發(fā)動機效率η=$\frac{{W}_{有用}}{Q}$×100%=$\frac{1×1{0}^{8}J}{3.22×1{0}^{8}J}$×100%≈31%．
答：（1）汽車行駛100km消耗7kg汽油；
（2）它所做的功是1×10⁸J；
（3）汽車發(fā)動機的效率是31%．

點評 此題主要考查的是學(xué)生對密度、功、熱值、熱機效率計算公式的理解和掌握，綜合性較強，難度不大．