Question

20．一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛2.3km，轎車上的速度表如圖所示．在此過程中：
（1）轎車速度為多少km/h？合多少m/s？
（2）若轎車發動機的功率為40kW，則該車行駛中所受阻力；
（3）若轎車消耗汽油0.25kg，其發動機的效率（q=4.6×10⁷J/kg）．

Answer 1

分析 （1）根據速度表上的刻度讀出速度，1m/s=3.6km/h；
（2）轎車做勻速直線運動，牽引力等于阻力；根據功率公式求出阻力；
（3）根據前汽油的熱值和質量求出汽油放出的熱量；根據W=Fs求出牽引力所做的功，根據效率公式求出效率．

解答 解：（1）由圖可知，速度表上的示數為v=90km/h=$\frac{90}{3.6}$m/s=25m/s；
（2）轎車做勻速直線運動，牽引力等于阻力，由P=Fv可得阻力為：
f=F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40000W}{25m/s}$=1600N；
（3）汽油放出的熱量為：
Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J；
牽引力所做的功為：
W=Fs=1600N×2300m=3.68×10⁶J；
則效率為：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{3.68×1{0}^{6}J}{1.15×1{0}^{7}J}$=32%．
答：（1）轎車速度為90km/h；合25m/s；
（2）若轎車發動機的功率為40kW，則該車行駛中所受阻力為1600N；
（3）若轎車消耗汽油0.25kg，其發動機的效率為32%．

點評 轎車在水平方向受兩個力：牽引力和阻力，由于作勻速直線運動，所以兩個力大小相等．