Question

11．某汽车公司的某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×10³N，消耗燃油1.5L．（假设燃油完全燃烧，1L=10^-3 m³，燃油的密度ρ=0.8×10³kg/m³，燃油热值为q=4×10⁷J/kg）
求（1）专用车牵引力所做的功．
（2）该专用车的热机效率是多少？

Answer 1

分析 （1）车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据W=Fs求出牵引力所做的功；
（2）知道消耗燃油的体积和密度，根据m=ρV求出燃油的质量，又知道燃油的热值，根据Q_放=mq求出燃油完全燃烧释放的热量，再根据率η=$\frac{W}{Q}$求出该专用车的热机效率．

解答 解：（1）因汽车在平直的公路上匀速行驶时处于平衡状态，受到的牵引力和阻力是一对平衡力，
所以，牵引力的大小：F=f=3.0×10³N，
牵引力做的功：
W=Fs=3.0×10³N×5.6×10³m=1.68×10⁷J；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，消耗燃油的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1.5×10^-3m³=1.2kg，
燃油完全燃烧所产生的热量：
Q=mq=1.2kg×4×10⁷J/kg=4.8×10⁷J，
热机效率：
η=$\frac{W}{Q}$×100%=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{4.8×1{0}^{7}J}$×100%=35%．
答：（1）专用车牵引力所做的功为1.68×10⁷J；
（2）该车的热机效率为35%．

点评 本题考查了二力平衡条件、做功公式、密度公式、燃料的热值和效率的计算，要求学生熟练的掌握物理公式，并灵活的运用到计算中去．