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15.一辆正在匀速行驶的汽车速度是72km/h,所受阻力为1260N,从甲地到乙地100km,已知该汽车这种情况下耗油10kg(汽油的热值4.2×107J/kg):
(1)该车从甲地到乙地克服阻力做多少功?
(2)汽车行驶时的功率是多少?
(3)汽车的效率是多少?

分析 (1)汽车匀速行驶,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,大小相等,利用W=Fs可求得该车从甲地到乙地克服阻力做多少功;
(2)利用P=Fv求行驶过程中汽车的功率;
(3)已知消耗汽油的质量和汽油的热值利用Q=mq求完全燃烧汽油释放的能量,知道牵引力做的功,二者之比就是汽车发动机的效率.

解答 解:
(1)因为汽车匀速行驶,
所以汽车牵引力F=f=1260N,
该车从甲地到乙地克服阻力做功:
W=Fs=1260N×100×103m=1.26×108J;
(2)汽车行驶速度v=72km/h=20m/s,
汽车行驶时的功率:
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv=1260N×20m/s=2.52×104W;
(3)已知该汽车这种情况下耗油m=10kg,
汽油完全燃烧放出的热量:
Q=qm=4.2×107J/kg×10kg=4.2×108J,
汽车的效率:
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$=$\frac{1.26×1{0}^{8}J}{4.2×1{0}^{8}J}$×100%=30%.
答:(1)该车从甲地到乙地克服阻力做1.26×108J的功;
(2)汽车行驶时的功率是2.52×104W;
(3)汽车的效率是30%

点评 本题考查了功、功率、热量和效率的计算以及二力平衡条件的应用,要求灵活选用公式,虽然知识点多、综合性强,但都属于基础,难度不大.

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