Question

2．如圖所示，是最新一款無人駕駛汽車原型圖．汽車自動駕駛時使用雷達(dá)傳感器，
以及激光測距器來了解周圍的交通狀況．該款車以20m/s的速度在一段平直的公路上
勻速行駛了8km時，消耗汽油1.2kg．假設(shè)燃油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，那么，
在這段運(yùn)動過程中，求：
（1）該汽車發(fā)動機(jī)做的有用功是多少？
（2）該汽車的輸出功率為多少？（已知：汽油的熱值為4.5×10⁷J/kg ）

Answer 1

分析 （1）已知汽油的質(zhì)量，利用Q_放=mq求汽油完全燃燒放出的熱量，再利用效率公式η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$的變形公式W=ηQ_放可求出牽引力做的功．
（2）知道前進(jìn)的距離，利用t=$\frac{s}{v}$求出汽車運(yùn)動的時間，利用P=$\frac{W}{t}$即可求出功率．

解答 解：
（1）汽油完全燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=1.2 kg×4.5×10⁷J/kg=5.4×10⁷J；
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$得，汽油機(jī)的有用功：
W=ηQ_放=30%×5.4×10⁷J=1.62×10⁷J；
（2）由v=$\frac{s}{t}$得汽車運(yùn)動的時間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{8000m}{20m/s}$=400s；
汽車的輸出功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.62×1{0}^{7}J}{400s}$=4.05×10⁴W．
答：
（1）該汽車發(fā)動機(jī)做的有用功是1.62×10⁷J；
（2）該汽車的輸出功率為4.05×10⁴W．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生功、功率的公式、燃料完全燃燒放熱公式的掌握和運(yùn)用，明確哪些是有用能量、哪些是總能量是本題的關(guān)鍵，要求靈活運(yùn)用所學(xué)公式．