Question

某輛小汽車油箱內(nèi)裝滿35kg汽油，司機小王駕車到某城市執(zhí)行任務(wù)，路程為300km．在高速公路上勻速行駛時，車受到的阻力是920N．（汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機械能；汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）求：
（1）汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功．
（2）通過計算說明汽車在行駛途中是否需要加油．

Answer 1

【答案】分析：（1）知道小汽車處于勻速直線運動（平衡狀態(tài)），汽車受牽引力和阻力為一對平衡力，知道汽車受到的阻力，據(jù)此可以計算出牽引力；又知道行駛路程，利用公式W=Fs求汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功．
（2）知道汽油的質(zhì)量和熱值，可利用公式Q_放=mq計算出35kg汽油完全燃燒放出的熱量，又知道汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機械能，據(jù)此求轉(zhuǎn)化成的機械能，和汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功比較得出答案．
解答：解：（1）∵轎車勻速行駛，f=920N，
∴轎車的牽引力：
F=f=920N，
s=300km=3×10⁵m，
汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功：
W=Fs=920N×3×10⁵m=2.76×10⁸J．
（2）∵q=4.6×10⁷J/kg，
∴35kg汽油完全燃燒放出的熱量為：
Q_放=mq=35kg×4.6×10⁷J/kg=1.61×10⁹J，
∵汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能有30%轉(zhuǎn)化為機械能，
∴可以轉(zhuǎn)化成的機械能（牽引力做功）：
W′=Q_放η=1.61×10⁹J×30%=4.83×10⁸J＞2.76×10⁸J．
∴汽車在行駛途中不需要加油．
答：（1）汽車到達(dá)目的地牽引力所做的功為2.76×10⁸J．
（2）汽車在行駛途中不需要加油．
點評：本題考查了功的計算、燃料完全燃燒放出熱量的計算，利用所學(xué)知識分析計算實際問題，學(xué)以致用，有意義！
根據(jù)物體所處的狀態(tài)（靜止或勻速直線運動）判斷物體受平衡力，知道一個力的大小和方向可以求另一個力的大小和方向是本題的突破口，再根據(jù)熱量和轉(zhuǎn)換效率得到機械能，是判斷第二問的關(guān)鍵．