Question

15．元旦期间，小武和小胖同学一起乘坐一辆轿车从新余开往南昌，在某一段平直的高速公路上匀速行驶了1.8km，轿车上的速度表如图所示，在此过程中．求：
（1）轿车在该段公路上行驶的速度是多少km/h？合多少m/s？
（2）若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力多大？
（3）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）根据速度单位之间的换算关系就会解答此题；
（2）由速度公式v=$\frac{s}{t}$与功率公式P=$\frac{W}{t}$就可得出功率与速度的关系式P=Fv，由于轿车匀速前进根据二力平衡的条件，就可求出轿车的牵引力也就是车所受的阻力；
（3）由热值公式就可计算出轿车消耗汽油0.25kg放出的热量，再根据做功公式就可计算出牵引力所做的功，由效率公式计算出发动机的效率．

解答 解：（1）轿车的速度为v=90km/h，
v=90km/h=$\frac{90×1000m}{3600s}$=25m/s，
（2）由v=$\frac{s}{t}$，P=$\frac{W}{t}$，W=Fs得，P=Fv，
该车行驶中牵引力：F=$\frac{P}{v}$=$\frac{40×1000W}{25m/s}$=1600N，
因轿车匀速运动，受力平衡，
所以阻力f=F=1600N，
（3）汽油燃烧释放的热量为：
W_总=Q=mq=0.25kg×4.6×10⁷J/kg=1.15×10⁷J，
牵引力做的有用功为：W_有用=Fs=1600N×1800m=2.88×10⁶J，
所以发动机效率为：η=$\frac{{W}_{有用}}{{W}_{总}}$×100%=$\frac{2.88×1{0}^{6}J}{1.15×1{0}^{7}J}$×100%=25%，
答：（1）轿车的速度为90km/h，合25m/s．
（2）该车行驶中所受阻力1600N．
（3）发动机的效率为25%．

点评 本题考查了速度公式、功率公式及做功公式、效率公式的计算，属于常见的考试题型．