Question

5．一汽车相关信息如下表所示，该汽车在一平直的路面上以60km/h的速度匀速行驶10km，若在这一过程中汽车所受阻力为汽车重力的0.1倍，（g取10N/kg，汽油热值为4.6×10⁷J/kg）求：

汽车自身质量/kg	1150
汽车热机的效率	25%

（1）汽车行驶过程中克服阻力做了多少功？
（2）如果不考虑热机其它的能量相关，则该汽车行驶这10km需要的汽油质量为多少kg？

Answer 1

分析 （1）汽车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，根据F=f=0.1G=0.1mg求出其大小，利用W=Fs求出汽车行驶过程中克服阻力做的功；
（2）根据效率公式求出汽油完全燃烧释放的热量，根据Q_放=mq求出所需汽油的质量．

解答 解：（1）因汽车匀速行驶时受到的牵引力和阻力是一对平衡力，二力大小相等，
所以，汽车受到的牵引力：
F=f=0.1G=0.1mg=0.1×1150kg×10N/kg=1150N，
汽车行驶过程中克服阻力做的功：
W=Fs=1150N×10×10³m=1.15×10⁷J；
（2）由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%可得，汽油完全燃烧释放的热量：
Q_放=$\frac{W}{η}$=$\frac{1.15×1{0}^{7}J}{25%}$=4.6×10⁷J，
由Q_放=mq可得，所需汽油的质量：
m′=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.6×1{0}^{7}J}{4.6×1{0}^{7}J/kg}$=1kg．
答：（1）汽车行驶过程中克服阻力做了1.15×10⁷J的功；
（2）该汽车行驶这10km需要的汽油质量为1kg．

点评 本题考查了二力平衡条件和做功公式、效率公式、燃料完全燃烧释放热量公式的应用，会从题干中获取有用的信息是关键．