Question

小明家轎車油箱內裝有10kg汽油，勞動節爸爸帶小明駕車到離家路程為100km遠的外婆家，轎車沿高速公路行駛1小時到達目的地．假設轎車是勻速行駛且受到的阻力為920N．已知汽油完全燃燒產生的內能有25%轉化為機械能，汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg．求：
（1）轎車行駛的速度；
（2）轎車到外婆家牽引力所做的功；
（3）通過計算說明汽車在行駛途中是否需要加油．

Answer 1

【答案】分析：（1）已知轎車行駛的路程和時間，利用v=得到行駛的速度；
（2）轎車勻速行駛時，牽引力等于受到的阻力；已知牽引力和行駛的路程，利用W=FS計算牽引力做的功；
（3）已知牽引力做的功和轎車的效率，可以得到汽油完全燃燒放出的熱量；已知汽油完全燃燒放出的熱量和汽油的熱值，利用m=計算需要的汽油；將儲存的汽油質量與需要的質量對比，就能確定是否需要加油．
解答：解：
（1）轎車行駛的速度為v===100km/h；
（2）轎車牽引力做的功為W=FS=fS=920N×10⁵m=9.2×10⁷J；
（3）需要汽油產生的熱量為Q===3.68×10⁸J；
需要汽油的質量為m===8kg
因為8kg＜10kg，所以不需要中途加油．
答：
（1）轎車行駛的速度為100km/h；
（2）轎車牽引力做的功為9.2×10⁷J；
（3）不需要中途加油．
點評：此題考查了速度、功、熱值變形公式的應用等知識點，包括力學和熱學知識，綜合性較強，但難度都不大，屬于中檔題．