小明家轎車油箱內裝有10kg汽油,勞動節爸爸帶小明駕車到離家路程為100km遠的外婆家,轎車沿高速公路行駛1小時到達目的地.假設轎車是勻速行駛且受到的阻力為920N.已知汽油完全燃燒產生的內能有25%轉化為機械能,汽油的熱值為4.6×107J/kg.求:
(1)轎車行駛的速度;
(2)轎車到外婆家牽引力所做的功;
(3)通過計算說明汽車在行駛途中是否需要加油.
解:
(1)轎車行駛的速度為v===100km/h;
(2)轎車牽引力做的功為W=FS=fS=920N×105m=9.2×107J;
(3)需要汽油產生的熱量為Q===3.68×108J;
需要汽油的質量為m===8kg
因為8kg<10kg,所以不需要中途加油.
答:
(1)轎車行駛的速度為100km/h;
(2)轎車牽引力做的功為9.2×107J;
(3)不需要中途加油.
(1)已知轎車行駛的路程和時間,利用v=得到行駛的速度;
(2)轎車勻速行駛時,牽引力等于受到的阻力;已知牽引力和行駛的路程,利用W=FS計算牽引力做的功;
(3)已知牽引力做的功和轎車的效率,可以得到汽油完全燃燒放出的熱量;已知汽油完全燃燒放出的熱量和汽油的熱值,利用m=計算需要的汽油;將儲存的汽油質量與需要的質量對比,就能確定是否需要加油.
點評:此題考查了速度、功、熱值變形公式的應用等知識點,包括力學和熱學知識,綜合性較強,但難度都不大,屬于中檔題.