Question

（2012?廣州）重4100N 的汽車(chē)在水平路面勻速運(yùn)動(dòng)，所受阻力為920N，汽車(chē)牽引力功率為9.2kW，其汽油發(fā)動(dòng)機(jī)效率為20%（汽油熱值是（4.6x10⁷J/kg）
（1）在圖表示汽車(chē)的方框上畫(huà)出汽車(chē)勻速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中水平方向受力示意圖．
（2）求汽車(chē)運(yùn)動(dòng)100s內(nèi)
①發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)的牽引力多大？
②牽引力做了多少功？
③汽車(chē)通過(guò)的距離多長(zhǎng)？
④發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油質(zhì)量是多少？

Answer 1

分析：（1）水平方向汽車(chē)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受到牽引力和阻力的作用，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力；用一條帶箭頭的線(xiàn)段表示力的大小、方向、作用點(diǎn)，線(xiàn)段長(zhǎng)短表示力的大小，箭頭表示力的方向，起點(diǎn)或終點(diǎn)表示力的作用點(diǎn)．
（2）①汽車(chē)在水平路面勻速運(yùn)動(dòng)，所受牽引力等于阻力為920N．
②已知功率的大小和做功的時(shí)間，根據(jù)公式W=Pt可求牽引力做的功，
③根據(jù)P=Fv，就會(huì)算出牽引力的大�。�再根據(jù)s=vt可求出汽車(chē)運(yùn)動(dòng)100s內(nèi)過(guò)的距離．
④汽油完全燃燒釋放的熱量根據(jù)公式Q=qm可求，還知道小汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率η=

W

Q

二式聯(lián)立可求汽油的質(zhì)量．

解答：解：（1）水平方向汽車(chē)處于勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受到牽引力和阻力的作用，這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力；如下圖所示：

（2）①因?yàn)槠��?chē)在水平路面勻速運(yùn)動(dòng)，所以所受牽引力等于阻力為920N．
①答：發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)汽車(chē)的牽引力為920N．
②牽引力做的功W=Pt=9.2×10³W×100s=9.2×10⁵J．
答：發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力做功為9.2×10⁵J．
③由汽車(chē)牽引力功率P=9.2kW，牽引力F=920N．可得：
v=

P

F

=

9.2×103W

920N

=10m/s，
s=vt=10m/s×100s=1000m．
答：汽車(chē)通過(guò)的距離為1000m．
④汽油完全燃燒釋放的熱量Q=qm，又因?yàn)棣?

W

Q

，
所以m=

Q

q

=

W

ηq

=

9.2×105J

20%×4.6×107J/kg

=0.1kg．
答：發(fā)動(dòng)機(jī)消耗汽油質(zhì)量是0.1 kg．

點(diǎn)評(píng)：（1）當(dāng)一個(gè)物體上畫(huà)多個(gè)力的示意圖時(shí)，為了表示美觀，常把各力的作用點(diǎn)統(tǒng)一在物體的幾何中心上．
（2）本題考查做功、牽引力、阻力等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，知道物體做勻速運(yùn)動(dòng)牽引力等于摩擦力，解題過(guò)程中要注意單位的換算．