Question

一辆轿车以90km/h的速度在平直的公路上匀速行驶1.8km，在此过程中：
（1）若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力是多少？
（2）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为多大？（q_汽油=4.6×10⁷J/kg）．
（3）若汽车停止行驶一段时间后，发动机水箱内的6kg水温度从90℃降低了50℃，则水箱里的水放出多少热量？【c_水=4.2×10³J/（kg?℃）】．

Answer 1

分析：（1）由速度公式v=

s

t

与功率公式P=

W

t

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；
（2）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；
（3）根据Q=cm△t求出水箱里的水放出的热量．

解答：解：（1）该车行驶的速度：
v=90km/h=25m/s，
该车行驶中的牵引力：
F=

P

v

=

40000W

25m/s

=1600N，
因轿车匀速运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力，
所以阻力f=F=1600N；
（2）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=

W有

W总

×100%=

2.88×106J

1.15×107J

×100%≈25%；
（3）水箱里的水放出的热量：
Q_放=cm（t₂-t₁）=4.2×10³J/（kg?℃）×6kg×50℃=1.26×10⁶J．
答：（1）该车行驶中所受阻力是1600N；
（2）发动机的效率约为25%；
（3）水箱里的水放出的热量为1.26×10⁶J．

点评：本题考查了速度公式、功率公式及做功公式、效率公式和热量的计算以及二力平衡条件的应用，公式及其变形式的灵活运用是关键．