Question

1．某校學生乘坐校車到距離9km處的考點參加考試（設道路是平直、均勻材質的路面），請問：
（1）若校車以43.2km/h的速度勻速行駛，校車與地面的摩擦阻力為4500N，則校車發(fā)動機牽引力的功率是多少？
（2）若校車勻速駛完全程共消耗了4.8kg燃油（假設燃油完全燃燒），這種燃油的熱值為3.2×10⁷J/kg，請問該校車發(fā)動機的效率是多少？

Answer 1

分析 （1）根據v=$\frac{s}{t}$的變形公式t=$\frac{s}{v}$求出校車行駛的時間，然后利用二力平衡條件求出校車發(fā)動機牽引力，
再根據W=Fs求出校車發(fā)動機牽引力做的功，最后根據P=$\frac{W}{t}$求出校車發(fā)動機牽引力的功率；
（2）根據Q=mq求出燃油完全燃燒放出的熱量，再根據η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%求出該校車發(fā)動機的效率．

解答 解：（1）由v=$\frac{s}{t}$得，校車行駛的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{9km}{43.2km/h}$=$\frac{5}{24}$h=750s，
因為校車在平直路面勻速行駛，根據二力平衡條件可知，
校車發(fā)動機牽引力與摩擦阻力大小相等，即：F=f=4500N，
校車行駛的路程s=9km=9000m，
則校車發(fā)動機牽引力做的功：
W=Fs=4500N×9000m=4.05×10⁷J，
校車發(fā)動機牽引力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{4.05×1{0}^{7}J}{750s}$=5.4×10⁴W．
（2）燃油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=4.8kg×3.2×10⁷J/kg=1.536×10⁸J，
則該校車發(fā)動機的效率：
η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$×100%
=$\frac{4.05×1{0}^{7}J}{1.536×1{0}^{8}J}$×100%
≈26.37%．
答：（1）校車發(fā)動機牽引力的功率是4.05×10⁷J；
（2）該校車發(fā)動機的效率是26.37%．

點評 本題是一道力熱綜合應用題，涉及到速度公式、功率的計算公式及效率公式等知識點，關鍵是公式及變形公式的靈活運用，雖具有一定的綜合性，但難度不大．