Question

小洁家假期全家开车去某地旅游，下车时观察里程表确定汽车行驶225km，所用时间是2.5h，消耗汽油20L（假设汽油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为20kW．求：

（1）汽车行驶过程的牵引力是多大？

（2）汽车发动机的效率是多少？（已知汽油的密度为0.8×10³ kg/m³，汽油的热值为4.5×10⁷ J/kg，g取10N/kg）

Answer

（1）汽车行驶过程的牵引力是800N；

（2）汽车发动机的效率是25%．

【解析】

试题分析：（1）已知行驶的路程和所用的时间，根据速度公式可求行驶的速度；已知功率和速度，根据公式P===Fv可求牵引力的大小；

（2）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据密度公式求出燃油的质量，再根据Q=mq求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．

【解析】
（1）汽车的行驶速度：

v===90km/h=25m/s，

根据P===Fv可得，汽车行驶过程的牵引力；

F===800N；

（2）根据P=可得汽车行驶过程所做的功：

W=Pt=20×103W×2.5×3600s=1.8×108J，

根据ρ=可得消耗的燃油质量：

m=ρV=0.8×103kg/m3×20×10﹣3m3=16kg，

燃油完全燃烧放出热量：

Q放=mq=4.5×107 J/kg×16kg=7.2×108 J，

汽车发动机的效率η===25%．

答：（1）汽车行驶过程的牵引力是800N；

（2）汽车发动机的效率是25%．

【点评】本题是一道综合计算题，考查的知识点较多，有速度公式、功的计算公式、功率的计算公式、机械效率的计算公式以及有关热值的计算等．解题时要注意各知识点的综合应用．