小明家轿车油箱内装有10kg汽油,劳动节爸爸带小明驾车到离家路程为100km远的外婆家,轿车沿高速公路行驶1小时到达目的地.假设轿车是匀速行驶且受到的阻力为920N.已知汽油完全燃烧产生的内能有25%转化为机械能,汽油的热值为4.6×107J/kg.求:
(1)轿车行驶的速度;
(2)轿车到外婆家牵引力所做的功;
(3)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油.
解:
(1)轿车行驶的速度为v===100km/h;
(2)轿车牵引力做的功为W=FS=fS=920N×105m=9.2×107J;
(3)需要汽油产生的热量为Q===3.68×108J;
需要汽油的质量为m===8kg
因为8kg<10kg,所以不需要中途加油.
答:
(1)轿车行驶的速度为100km/h;
(2)轿车牵引力做的功为9.2×107J;
(3)不需要中途加油.
(1)已知轿车行驶的路程和时间,利用v=得到行驶的速度;
(2)轿车匀速行驶时,牵引力等于受到的阻力;已知牵引力和行驶的路程,利用W=FS计算牵引力做的功;
(3)已知牵引力做的功和轿车的效率,可以得到汽油完全燃烧放出的热量;已知汽油完全燃烧放出的热量和汽油的热值,利用m=计算需要的汽油;将储存的汽油质量与需要的质量对比,就能确定是否需要加油.
点评:此题考查了速度、功、热值变形公式的应用等知识点,包括力学和热学知识,综合性较强,但难度都不大,属于中档题.