Question

9．某汽车在水平路面上匀速行驶，所受阻力为920N，汽车发动机的牵引功率为9.2KW，其发动机的效率为20%；若汽车行驶的时间为100s，汽油的热值为4.6×10⁷J/kg．求：①发动机对汽车的牵引力多大？②牵引力做了多少功？③发动机消耗的汽油的质量是多少？

Answer 1

分析 ①根据二力平衡条件可求发动机对汽车的牵引力；
②利用P=$\frac{W}{t}$计算功率；
③热机的输出功为有效利用部分，燃料燃烧产生的内能为总功，两者的比值即为热机的机械效率，通过列式变形即可求出需要多少汽油．

解答 解：①汽车在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，发动机对汽车的牵引力：
F_牵=f=920N；
②由P=$\frac{W}{t}$可得，牵引力做的功：
W_牵=Pt=9.2×10³W×100s=9.2×10⁵J；
③汽油完全燃烧放出的热量：
Q_放=W_总=$\frac{{W}_{牵}}{η}$=$\frac{9.2×1{0}^{5}J}{20%}$=4.6×10⁶J，
由Q_放=mq得
m_油=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{4.6×1{0}^{6}J}{4.6×1{0}^{-7}J}$=0.1kg．
答：①发动机对汽车的牵引力为920N；
②牵引力做了9.2×10⁵J的功；
③发动机消耗的汽油的质量是0.1kg．

点评 本题考查二力平衡条件的应用、做功和效率的计算，关键是公式及其变形的灵活应用，考查的知识点比较多，主要考查对所学物理知识的灵活应用能力．