Question

18．隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地進入了百姓人家．一輛使用汽油為燃料的小汽車，以20m/s的速度在水平公路上勻速行駛時，若發動機的功率為20kW．若小汽車行駛23km，消耗汽油2kg．汽油的熱值q=4.6×10⁷J/kg，求這小汽車在這段路程中：
（1）運動的時間；
（2）發動機所做的功；
（3）發動機的效率．

Answer 1

分析 （1）已知汽車的速度和通過的路程，根據公式v=$\frac{s}{t}$可求運動的時間；
（2）已知功率和運動的時間，根據公式W=Pt可求發動機所做的功；
（3）根據公式Q=qm可求汽油釋放的能量，做的功與釋放能量的比值就是發動機的效率．

解答 解：
（1）由v=$\frac{s}{t}$可得，運動時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{23×1{0}^{3}m}{20m/s}$=1.15×10³s；
（2）發動機所做的功：
W=Pt=20×10³W×1.15×10³s=2.3×10⁷J；
（3）汽油燃燒放出熱量：Q=mq，
發動機的效率：
η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{W}{mq}$=$\frac{2.3×1{0}^{7}J}{2kg×4.6×1{0}^{7}J/kg}$=25%．
答：（1）運動的時間為1.15×10³s；
（2）發動機所做的功為2.3×10⁷J；
（3）發動機的效率為25%．

點評 本題考查時間、做功和效率的計算，關鍵是公式及其變形的靈活應用，考查的知識點比較多，主要考查對所學物理知識的靈活應用能力．