Question

20．一辆汽车以100km/h的速度沿水平路面匀速行驶，汽车受到1000N的阻力．汽车以这个速度行驶，每行驶10km便消耗1L汽油．
（1）计算汽车以100km/h行驶时牵引力的功率．
（2）如果消耗1L汽油释放的能量为3.7×10⁷J，计算汽车的效率．
（3）汽车消耗的能量与它做的功相等吗？如果不相等，“损失”的能量到哪里去了？

Answer 1

分析 （1）因为是匀速行驶，所以汽车牵引力等于其阻力，再根据P=Fv求出其功率；
（2）消耗1L汽油，行驶了10km，根据W=Fx求出牵引力做的功，根据$η=\frac{W}{Q}$求解效率；
（3）有一部分能量要损失，转化为内能散发到空气中去．

解答 解：（1）100km/h=27.78m/s
汽车匀速运动，牵引力为：F=f=1000N
则牵引力的功率为：P=Fv=1000×27.78=27780W
（2）消耗1L汽油，行驶了10km，牵引力做的功为
W=Fx=1000×10000=1×10⁷J
则汽车的效率为：$η=\frac{W}{Q}=\frac{1×1{0}^{7}}{3.7×1{0}^{7}}×100%$=27.03%
（3）汽车消耗的能量与它做的功不相等，“损失”的能量转化为内能散发到空气中去了．
答：（1）牵引力的功率为27780W．
（2）汽车的效率为27.03%．
（3）汽车消耗的能量与它做的功不相等，“损失”的能量转化为内能散发到空气中去了．

点评 本题考查了功、功率、效率的计算、二力平衡条件的掌握和运用，要灵活利用汽车匀速行驶时汽车功率的推导公式P=Fv．