Question

20．如图所示为小艳家新买的一辆小汽车．周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72km，消耗汽油6kg．若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg，g=10N/kg．则关于上述lh的行驶过程，下列分析正确的是（　　）

• A． 该汽车发动机的牵引力是1.15×10³ N
• B． 该汽车受到的地面支持力等于l．5×10⁴ N
• C． 该汽车克服阻力做的功是2.3×10⁴ J
• D． 该汽车发动机的效率是30%

Answer 1

分析 （1）在水平方向上牵引力与阻力是一对平衡力，克服阻力做的功等于牵引力做的功．要利用公式W=Pt进行计算；
（2）根据流体压强与流速的关系，汽车在行驶中会受到一个向上的升力的作用，因此，其对地面的压力会小于汽车自身的重力；
（3）计算出了牵引力做的功，根据公式F=$\frac{W}{t}$便可以计算得出．
（4）理解热机效率的概念：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比．

解答 解：A、汽车的速度：v=$\frac{s}{t}$=$\frac{72km}{1h}$=72km/h=20m/s，由P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv得，汽车的牵引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{23×1{0}^{3W}}{20m/s}$=1150N，故A正确；
B、汽车呈流线型，当汽车行驶时，车上方空气流速大，压强小，下方空气流速小，压强大，产生一个向上的压强差，因此，会有一个向上的升力产生，使汽车对地面的压力小于车自身的重力，地面对车的支持力和车队地面的压力护3平衡力，大小相等；汽车的总重G=mg=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N，所以B说法错误；
C、该汽车克服阻力做的功等于牵引力做的功；W=Pt=23×10³W×1×3600s=8.28×10⁷J，所以C说法错误；
D、汽油完全燃烧放出的热量为：Q=mq=6kg×4.6×10⁷J/kg=2.76×10⁸J；
汽车发动机的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{8.28×1{0}^{7}J}{2.76×1{0}^{8}J}$=30%，以D正确．
故选：AD

点评 此题主要考查了二力平衡条件的应用、热机效率的计算及功和功率的计算，考查得很全面．