汽車(chē)作為一種方便快捷的交通工具越來(lái)越受到人們的青睞.某國(guó)產(chǎn)汽車(chē)裝汽油發(fā)動(dòng)機(jī),每100km油耗為7L(80km/h等速行駛),最大輸出功率為85kW.求:
(1)該汽車(chē)以80km/h等速行駛200km消耗的汽油是多少千克?這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量能使多少千克20℃的水加熱至沸騰?(ρ汽油=0.7l×103kg/m3,汽油的熱值為4.6×107J/kg,外界大氣壓為1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)
(2)若該汽車(chē)勻速上坡需要的牽引力至少為1.5×104N,則汽車(chē)勻速上坡的最大速度是多少?
(3)若該汽車(chē)正以90km/h的速度勻速行駛,突然發(fā)現(xiàn)前方80m處有一貨車(chē)發(fā)生故障停在路中間,司機(jī)0.8s后開(kāi)始剎車(chē),汽車(chē)又滑行了50m停了下來(lái).問(wèn)汽車(chē)是否會(huì)與貨車(chē)相撞?(計(jì)算結(jié)果精確到0.01)
解:
(1)因?yàn)槠?chē)“每行駛100km油耗為7L”所以汽車(chē)行駛200km耗油14L;
由得:m=ρ汽油V=0.7l×103kg/m3×1.4×10-2m3=9.94kg;
則Q放=mq=9.94kg×4.6×107J/kg=4.5724×108J;
由題知:Q放=Q吸;
由Q吸=cm△t得:m水=;
(2)F牽=1.5×104N;P=85KW=8.5×104W;
由P=Fv得:v=m/s;
(3)v車(chē)=90km/h=25m/s;t=0.8s;s總=80m;s滑=50m;
在司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)通過(guò)的路程s反=v車(chē)?t=25m/s×0.8s=20m;
汽車(chē)行駛的總路程為:s=20m+50m=70m
因?yàn)?0m<80m,所以不會(huì)相撞.
答:(1)汽車(chē)以80km/h等速行駛200km消耗的汽油是9.94千克;這些汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量能使1.36×103千克20℃的水加熱至沸騰;
(2)汽車(chē)勻速上坡的最大速度是5.67m/s;
(3)汽車(chē)不會(huì)與貨車(chē)相撞.
(1)首先根據(jù)“每100km油耗為7L(80km/h等速行駛)”計(jì)算汽車(chē)行駛200km消耗汽油的質(zhì)量;
再由汽油的熱值計(jì)算出汽油完全燃燒所放出的熱量;最后根據(jù)Q吸=cm△t計(jì)算水的質(zhì)量;
(2)因?yàn)槠?chē)“最大輸出功率為85kW”,根據(jù)功率的另一種表達(dá)式:P=Fv計(jì)算出汽車(chē)勻速上坡的最大速度;
(3)由司機(jī)的反應(yīng)時(shí)間及汽車(chē)的行駛速度計(jì)算出在司機(jī)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)行駛的距離,再加上汽車(chē)滑行的距離,若小于80m則不會(huì)與貨車(chē)相撞,大于80m則會(huì)相撞.
點(diǎn)評(píng):本題是力學(xué)與熱學(xué)的綜合題,計(jì)算量大,公式多,學(xué)生在審題時(shí)要多讀幾遍題目?jī)?nèi)容,審清題意,理清思路,選用正確的公式進(jìn)行計(jì)算.