Question

重10⁴N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4.6×10⁷J/kg），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

已知：f=920N P=9.2kW=9200W η=20% q=4.6×10⁷J/kg t=100s
求：（1）F=？（2）W=？（3）s=？（4）m=？
解：
（1）发动机对汽车的牵引力为F=f=920N；
（2）∵P=，
∴牵引力做的功为W=Pt=9200W×100s=9.2×10⁵J；
（3）∵W=Fs，
∴汽车通过的距离为s===1000m；
（4）汽油机需要的热量为Q===4.6×10⁶J，
∵Q=mq，
消耗汽油的质量为m===0.1kg．
答：
（1）发动机对汽车的牵引力为920N；
（2）牵引力做的功为9.2×10⁵J；
（3）汽车通过的距离为1000m；
（4）消耗汽油的质量为m===0.1kg．
分析：（1）水平方向匀速直线运动的物体受到的牵引力与阻力是一对平衡力；
（2）已知牵引力的功率和运动时间，利用公式W=Pt得到牵引力做的功；
（3）已知牵引力做的功和牵引力的大小，利用功变形公式得到汽车通过的距离；
（4）已知牵引力做的功和发动机的效率，可以得到汽油放出的热量；已知汽油放出的热量和汽油的热值，利用公式m=得到汽油的质量．
点评：此题考查了二力平衡条件的应用、功、功率、效率和热量的计算，是一道力热综合题，考查的规律较大且非常重要，需要熟练掌握基本规律或公式，并能选择应用．