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物理必考小明家小轿车油箱内装有30kg汽油.节假日爸爸带小明驾车到离

更新时间:2024-01-20 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

小明家小轿车油箱内装有30kg汽油,节假日爸爸带小明驾车到离家路程为400km远的某地旅游,轿车沿高速公路行驶5小时到达目的地.若轿车是匀速行驶且发动机产生的牵引力恒为920N,汽油完全燃烧产生的内能有30%转化为机械能做功,而汽油的热值为4.6×107J/kg.求:DXb物理好资源网(原物理ok网)

(1)小轿车从出发点到达目的地牵引力所做的功为多大?轿车行驶功率为多大?DXb物理好资源网(原物理ok网)

(2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油.

试题答案

解:DXb物理好资源网(原物理ok网)

(1)牵引力做的功为DXb物理好资源网(原物理ok网)

W=FS=920N×4×105m=3.68×108J DXb物理好资源网(原物理ok网)

牵引力的功率为DXb物理好资源网(原物理ok网)

P===20444.44WDXb物理好资源网(原物理ok网)

(2)汽油完全燃烧放出的热量为DXb物理好资源网(原物理ok网)

Q=qm=4.6×107J/kg×30kg=1.38×109JDXb物理好资源网(原物理ok网)

汽油燃烧转化成的机械能为DXb物理好资源网(原物理ok网)

W=Qη=1.38×109J×30%=4.14×108JDXb物理好资源网(原物理ok网)

计算知,汽油燃烧产生的机械能大于牵引力做的功,所以不需要加油.DXb物理好资源网(原物理ok网)

答:DXb物理好资源网(原物理ok网)

(1)轿为车牵引力做的功3.68×108J;DXb物理好资源网(原物理ok网)

牵引力的功率为2.04×104WDXb物理好资源网(原物理ok网)

(2)不需要加油.DXb物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)已知轿车牵引力和行驶的路程,利用W=FS可以得出牵引力做的功;已知牵引力做的功和做功时间,利用P=可以得到牵引功率.DXb物理好资源网(原物理ok网)

(2)已知汽油的质量和热值,利用Q=qm可以得到汽油燃烧放出的热量;已知汽油放出的热量和内能、机械能转换效率,可以得到转换成的机械能;最后,将牵引力做的功和得到的机械能比较,就能确定是否需要加油.DXb物理好资源网(原物理ok网)

点评:轿车的动力是汽油提供的,此过程中内能转化为机械能,转换效率一定小于1.根据汽油的热值和质量得到产生的热量,再根据热量和转换效率得到机械能,是判断第二问的关键.DXb物理好资源网(原物理ok网)

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