Question

3．重4100N的汽車在水平路面勻速直線運動，所受阻力為920N，汽車通過1000m的距離用時100s，且發動機消耗汽油質量0.1kg，已知汽油熱值是4.6×10⁷J/kg，則：
（1）發動機對汽車的牽引力多大？
（2）牽引力做了多少功？
（3）汽車牽引力功率為多少？
（4）汽車發動機效率多少？

Answer 1

分析 （1）水平方向勻速直線運動的物體受到的牽引力與阻力是一對平衡力；
（2）利用W=Fs計算做功多少；
（3）已知牽引力的做功和運動時間，利用公式P=$\frac{W}{t}$得到牽引力功率；
（4）已知汽油的熱值和消耗汽油的質量，根據公式Q=qm可求燃料完全燃燒釋放的熱量；
汽車做功與燃料完全燃燒釋放熱量的比值就是發動機的效率．

解答 解：
（1）發動機對汽車的牽引力為F=f=920N；
（2）牽引力做功：W=Fs=920N×1000m=9.2×10⁵J；
（3）牽引力功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{100s}$=9.2×10³W；
（4）0.1kg汽油完全燃燒釋放的熱量Q=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
發動機的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{4.6×1{0}^{6}J}$×100%=20%．
答：
（1）發動機對汽車的牽引力為920N；
（2）牽引力做功9.2×10⁵J；
（3）汽車牽引力功率是9.2×10³W；
（4）發動機的效率是20%．

點評 此題考查了二力平衡條件的應用、功、功率、效率和熱量的計算，是一道力熱綜合題，考查的規律較大且非常重要，需要熟練掌握基本規律或公式，并能選擇應用．