Question

10．地鐵可以緩解城市公交運(yùn)輸壓力，某學(xué)校綜合實(shí)踐活動(dòng)小組的同學(xué)們收集到地鐵機(jī)車和公交汽車在某段運(yùn)行區(qū)間內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：

××型號 地鐵機(jī)車	地鐵電力機(jī)車 功率106W	平均速度60km/h	牽引力5×104N	額定載客量500人
××型號 公交汽車	燃油熱值 4×107J/kg	平均速度15km/h	牽引力3000N	額定載客量40人

（1）甲、乙兩地鐵站相距1.8km，消耗多少電能？
（2）公交汽車每千米消耗燃油0.3kg，行駛1.8km路程所消耗的燃油完全燃燒放出多少熱量？公交汽車的效率是多少？
（3）根據(jù)題中獲得的信息，從物理學(xué)角度談一談地鐵作為交通工具的優(yōu)點(diǎn)．（寫出1條即可）

Answer 1

分析 （1）由表中數(shù)據(jù)找出地鐵機(jī)車的速度，然后由速度公式的變形公式可以求出機(jī)車的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
由表中數(shù)據(jù)找出機(jī)車的功率，然后由電功公式求出機(jī)車消耗的電能．
（2）先求出行駛1.8km消耗的燃油，然后由燃燒值求出燃油釋放的熱量；
由表中數(shù)據(jù)找出公交車的牽引力，然后由功的計(jì)算公式求出牽引力的功，最后由效率公式求出公交車的效率．
（3）從節(jié)能、環(huán)保、省時(shí)等方面分析．

解答 解：
（1）由表中數(shù)據(jù)可知，
地鐵機(jī)車的速度v=60km/h，
地鐵電力機(jī)車的功率P=10⁶W，
由v=$\frac{s}{t}$得：地鐵的運(yùn)行時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1.8km}{60km/h}$=0.03h=108s，
機(jī)車消耗的電能：
W=Pt=1×10⁶W×108s=1.08×10⁸J；
（2）公交車行駛1.8km消耗的燃油：
m=0.3kg/km×1.8km=0.54kg，
燃油完全燃燒釋放出的熱量
Q=qm=4×10⁷J/kg×0.54kg=2.16×10⁷J，
由表中數(shù)據(jù)可知，公交車的牽引力F=3000N，
公交車做的功W=Fs=3000N×1800m=5.4×10⁶J，
公交車的效率η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{5.4×1{0}^{6}J}{2.16×1{0}^{7}J}$×100%=25%；
（3）地鐵作為交通工具的優(yōu)點(diǎn)：①因車速度快，節(jié)省乘車時(shí)間；②無廢氣污染（環(huán)保）．
答：
（1）地鐵消耗的電能是1.08×10⁸J；
（2）燃料釋放出的熱量是2.16×10⁷J，公交車的效率是25%；
（3）地鐵作為交通工具的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省乘車時(shí)間，無廢氣污染（環(huán)保）．

點(diǎn)評 本題考查了求地鐵的運(yùn)行時(shí)間、消耗的電能，公交車的效率等問題，涉及的問題較多，熟練應(yīng)用速度公式的變形公式、電功公式、功的計(jì)算公式、效率公式等，涉及到了環(huán)保知識，屬于難題．