题文

一辆轿车以90km/h的速度在平直的公路上匀速行驶1.8km，在此过程中： （1）若轿车发动机的功率为40kW，则该车行驶中所受阻力是多少？ （2）若轿车消耗汽油0.25kg，其发动机的效率为多大？（q汽油=4.6×107J/kg）． （3）若汽车停止行驶一段时间后，发动机水箱内的6kg水温度从90℃降低了50℃，则水箱里的水放出多少热量？【c水=4.2×103J/（kg?℃）】．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）该车行驶的速度： v=90km/h=25m/s， 该车行驶中的牵引力： F= P v = 40000W 25m/s =1600N， 因轿车匀速运动，牵引力和受到的阻力是一对平衡力， 所以阻力f=F=1600N； （2）汽油燃烧释放的热量为： W总=Q=mq=0.25kg×4.6×107J/kg=1.15×107J， 牵引力做的有用功为： W有用=Fs=1600N×1800m=2.88×106J， 所以发动机效率为： η= W有 W总 ×100%= 2.88×106J 1.15×107J ×100%≈25%； （3）水箱里的水放出的热量： Q放=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg?℃）×6kg×50℃=1.26×106J． 答：（1）该车行驶中所受阻力是1600N； （2）发动机的效率约为25%； （3）水箱里的水放出的热量为1.26×106J．

据专家权威分析，试题“一辆轿车以90km/h的速度在平直的公路上匀速行驶1.8km，在此过程..”主要考查你对  功率的计算，热量的计算，热机的效率，二力平衡的定义及条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

功率的计算热量的计算热机的效率二力平衡的定义及条件

考点名称：功率的计算

• 功率的计算公式：
  （1）P=W/t，其中P代表功率，单位为W，W代表功，单位为J；t代表时间，单位为s。
  （2）因为P=W/t，W=Fs，v=s/t，所以P=W/t=Fs/t=Fv，P=Fv是功率的又一表达式。

• 公式法计算功率：
       运用时一定要注意三个量的对应关系。“W”一定是对应“t”完成的，不能张冠李戴。单位要统一，P、W、t的单位分别为瓦、焦、秒。
  例1 如图所示，铁明同学向上跳台阶进行晨练，铁明重500N，在10s内匀速连跳12个台阶，每个台阶的高度为0．2m。在这个过程中，已知铁明克服摩擦做功为2800J，求出此过程中：
  
  (1)铁明竖直向上跳的平均速率多大?
  (2)铁明克服重力做功是多少?
  (3)铁明做功的总功率多大?
  解析：竖直向上跳的平均速度可以通过向上跳的总高度与所用时间利用速度公式求出，克服重力做功等于重力与高度的乘积，即，总功率可以通过所做的总功和时间利用功率公式求得。
  （1）0.24m/s
  （2）
  （3）
  
  例2在打捞海底沉船时，常用水下机器人潜入水下打捞船上物品，已知ρ_海水=1．03×10³kg／m³。
  (1)机器人在水下70m处受到海水产生的压强是多大?
  (2)某时刻机器人在水下用竖直向上的力举着体积为0.02m³，密度为2.7×10³kg/m³的物体静止不动，求该力的大小。
  (3)若机器人在水下运动时，所受海水阻力与速度的关系如图所示，求机器人在水下以0．5m／s的水平速度匀速运动时，机器人水平推进力的功率。
  
  解析：（1）由液体压强公式得，，
  （2）物体在水下受平衡力的作用，则
  则