Question

一辆汽车以25m/s的速度在平直路面上匀速行驶时，汽车发动机产生的牵引力为1000N，效率为30%，一次行程为250km，汽油的热值为4.6×10⁷ J/kg．求：
（1）在这次行程中汽车发动机所做的功是多少J？
（2）汽车至少要加多少kg汽油？

Answer 1

已知：发动机产生的牵引力为F=1000N，效率为η=30%，一次行程为s=250km=2.5×10⁵m，汽油的热值为q=4.6×10⁷J/kg．
求：（1）汽车发动机所做的功W=？；（2）需要汽油的质量m=？
解：（1）全程往返约250km牵引力所做的功：W=Fs=1000N×2.5×10⁵m=2.5×10⁸J；
（2）∵η=，
∴汽油燃烧放出的总热量：Q==≈8.3×10⁸J，
∵Q=mq，
∴需要汽油的质量：
m==≈18.04kg．
答：（1）汽车发动机所做的功为2.5×10⁸J；
（2）汽车至少要加18.04kg汽油．
分析：（1）汽车全程中都做功，由功的公式W=Fs可求得牵引力的功；
（2）由效率公式η=求出燃料燃烧放出的热量，根据公式Q=mq可求得需要的汽油量．
点评：本题主要考查学生对功、热机效率和燃料热值计算公式的理解和掌握，要求能熟练应用公式及其变形公式．