Question

（2012?广州）重4100N 的汽车在水平路面匀速运动，所受阻力为920N，汽车牵引力功率为9.2kW，其汽油发动机效率为20%（汽油热值是（4.6x10⁷J/kg）
（1）在图表示汽车的方框上画出汽车匀速运动过程中水平方向受力示意图．
（2）求汽车运动100s内
①发动机对汽车的牵引力多大？
②牵引力做了多少功？
③汽车通过的距离多长？
④发动机消耗汽油质量是多少？

Answer 1

分析：（1）水平方向汽车处于匀速运动状态，受到牵引力和阻力的作用，这两个力是一对平衡力；用一条带箭头的线段表示力的大小、方向、作用点，线段长短表示力的大小，箭头表示力的方向，起点或终点表示力的作用点．
（2）①汽车在水平路面匀速运动，所受牵引力等于阻力为920N．
②已知功率的大小和做功的时间，根据公式W=Pt可求牵引力做的功，
③根据P=Fv，就会算出牵引力的大小．再根据s=vt可求出汽车运动100s内过的距离．
④汽油完全燃烧释放的热量根据公式Q=qm可求，还知道小汽车发动机的效率η=

W

Q

二式联立可求汽油的质量．

解答：解：（1）水平方向汽车处于匀速运动状态，受到牵引力和阻力的作用，这两个力是一对平衡力；如下图所示：

（2）①因为汽车在水平路面匀速运动，所以所受牵引力等于阻力为920N．
①答：发动机对汽车的牵引力为920N．
②牵引力做的功W=Pt=9.2×10³W×100s=9.2×10⁵J．
答：发动机的牵引力做功为9.2×10⁵J．
③由汽车牵引力功率P=9.2kW，牵引力F=920N．可得：
v=

P

F

=

9.2×103W

920N

=10m/s，
s=vt=10m/s×100s=1000m．
答：汽车通过的距离为1000m．
④汽油完全燃烧释放的热量Q=qm，又因为η=

W

Q

，
所以m=

Q

q

=

W

ηq

=

9.2×105J

20%×4.6×107J/kg

=0.1kg．
答：发动机消耗汽油质量是0.1 kg．

点评：（1）当一个物体上画多个力的示意图时，为了表示美观，常把各力的作用点统一在物体的几何中心上．
（2）本题考查做功、牵引力、阻力等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，知道物体做匀速运动牵引力等于摩擦力，解题过程中要注意单位的换算．