Question

一輛轎車在紅河大道上做勻速直線運動，行駛了11.5km，轎車的牽引力為800N，消耗了1kg的汽油，汽油的熱值是q=4.6×10⁷J/kg．
求：（1）轎車在以上勻速直線行駛過程中牽引力所做的功？
（2）若1kg汽油完全燃燒所釋放出的熱量全部被水吸收，可使質量為多少千克的水溫度升高50℃？
（3）在以上勻速直線行駛過程中，該轎車發動機工作的效率是多少？

Answer 1

分析：（1）知道轎車處于勻速直線運動（平衡狀態），汽車受牽引力和阻力為一對平衡力，據此求牽引力；又知道行駛路程，利用W=Fs求汽車到達目的地牽引力所做的功；
（2）根據燃料完全燃燒放出熱量公式Q_放=mq計算汽油完全燃燒所放出的熱量；
由題知Q_吸=Q_放，求出水吸收的熱量，再根據吸熱公式Q_吸=cm△t求水的質量．
（3）根據η=

W

Q

求出發動機的效率；

解答：解：（1）∵轎車勻速行駛，
∴轎車的牽引力：
F=f=800N，
轎車到達目的地牽引力所做的功：
W=Fs=800N×11.5×10³m=9.2×10⁶J；
（2）汽油完全燃燒所放出的熱量：
Q_放=m_汽油q=1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁷J；
（2）由題知：Q_吸=Q_放=4.6×10⁷J，
∵Q_吸=cm_水△t，
∴水的質量：
m_水=

Q吸

c△t

=

4.6×107J

4.2×103J/(kg?℃)×50℃

=219kg．
（3）該轎車發動機工作的效率η=

W

Q

×100%=

9.2×106J

4.6×107J

×100%=20%．
答：（1）轎車在以上勻速直線行駛過程中牽引力所做的功為9.2×10⁶J；
（2）可使質量為219千克的水溫度升高50℃；
（3）在以上勻速直線行駛過程中，該轎車發動機工作的效率是20%．

點評：本題考查了功的計算、燃料完全燃燒放出熱量的計算，利用所學知識分析計算實際問題，學以致用，有意義！